关于水风光互补清洁能源优化运行系统初步研究

2020-01-17邓传禹

探索科学(学术版) 2019年8期

邓传禹

中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都 610000

结合当前的形势变化及新能源电站的科学建设要求,重视水风光互补作用下清洁能源优化运行系统的构建及应用,实现对水风光能源的高效利用,则能使新能源电站的运行效益更加显著。因此,在促进新能源电站开发建设的过程中,应加强水风光互补的清洁能源利用模式,加快多源互补运行系统的构建工作,推动清洁能源电站的开发和利用。

一、水风光互补的清洁能源优化运行系统构建的基本思路

在优化电站使用功能、满足其节能降耗要求的过程中,应给予水风光互补新能源利用更多考虑,加深对这方面运行系统构建的重视程度予以应对。在此期间,相关的思路具体包括以下方面：

(1)充分考虑水电、风电及光伏发电的实际情况及应用价值,关注它们互补中的特点,在专业理论知识、丰富的实践经验等要素的配合作用下,采用联合优化方式,为这些新能源优化运行系统的构建提供专业支持,促使其能够处于良好的应用状态,拓宽新能源电站科学建设方面的工作思路。

(2)在联合优化方式的支持下,从数据信息的高效采集、生产实践中的计划调度及科学预测等方面入手,积极开展基于水风光互补的新能源优化运行系统构建工作,严格把控其构建过程,促使最终得到的系统有着良好的适用性。同时,在提升这方面系统构建水平的过程中,应考虑智能模块的设置及应用,健全协同工作机制,促使水风光互补的新能能够得到充分利用,完善这方面运行系统的服务功能,为其潜在应用价值提升提供科学保障。在此期间,应考虑信息技术与计算机网络应用优势的充分发挥,完善系统稳定运行中所需的基础设施,实现对水风光能源的整合利用,增强它们应用过程中的互补效果,并为相应的优化运行系统构建工作高效完成提供参考信息。

(3)在实践应用中通过云计算、大数据服务器等先进计算机信息技术,为水风光互补清洁能源优化运行系统的稳定运行提供专业保障,丰富其构建过程中所需的技术手段,避免影响这类系统的运行质量、清洁能源利用效果等。同时,应从技术可靠性、可行性等方面入手,深入思考统一的水风光互补联合优化系统建立与应用,充分发挥电力调度、交易中心等不同部门的职能作用,全面提高该系统运行中的丰富信息资源整合利用效率,增强发电过程中各部门间的信息交互效果。除此之外,在统一平台方式的作用下,水风光互补联合优化系统运行中所包含子系统间的关联程度将会加深,有利于减少新能源电站建设中的成本费用,优化其在实践中的调度工作方式。

二、水风光互补清洁能源互补运行原则及调度方式

1.1 水风光清洁能源互补性基本原则从系统稳定运行、资源充分利用和工程开发经济性等多方面综合考虑,建立水风光互补清洁能源优化运行系统初步考虑以下基本原则：(1)充分利用水电已有的送出线路,按水电站装机容量作为控制风光水互补的最大送出功率,进行风光水互补运行分析。(2)从尽量减小对水电站及其下游梯级电站的发电影响考虑,风电、光电和水电以日内互补平衡为主要原则。(3)利用水电启停迅速、运行灵活、跟踪负荷能力强的特点,对风电光伏的日内波动进行互补,避免风电光伏间歇性出力对电网线路的冲击,保障电力稳定供应。(4)水电站在对风电光伏日内互补的运行过程中,遵循水量平衡的原则。(5)结合受电地区的用电特性,风光接入水电互补后的日运行方式按尽量在晚高峰时段满负荷送电考虑。(6)风光电源接入水电作为一个电源点整体接受系统调度,风光水互补电站整体调节性能与原水电站的调节性能基本一致。(7)风光水能互补运行过程中,应以不影响电网安全稳定运行和水电原有承担的防洪、供水、灌溉及航运等综合利用任务的发挥为前提。(8)当风光水互补过程月出力超过水电装机容量时,合理分配水电、风电和光伏电站的发电负荷,保证系统安全经济运行。

1.2 运行调度方式。风光水能互补开发建立在以水电为中心的基础上,借助水电外送通道打捆外送风光不稳定电源,风光电源可以看做水电站的虚拟电源。在调度方式上,应按照现有调度权管理分级调度,目的是实现风光水三种清洁能源的稳定输出,满足电源的负荷需求。结合电站和电网实际情况,调度部门通常分为国调、省调以及流域集控中心等综合调度。

为保证风光水打捆稳定外送及电网安全,在现行调度规则框架下着重研究国调、网调、省调及电站间的协调调度机制的建立,加快调度端风、光预测系统的开发建设,科学评估参加打捆外送的水电发电能力,同时开发满足电网安全、三公调度要求的风光水协调调度系统。

电网调度系统将发电任务下发给清洁能源电站的风光水联合调度系统,由风光水联调系统根据水调需求及风功率预测、光功率预测结果安排梯级水电站及风电场、光伏电站的发电任务,并通过协调控制策略调节梯级流域各水电、风电场、光伏电站发电的实时输出,达到满足系统发电任务的目的。

三、水风光互补清洁能源优化运行系统的组成及功能

(1)一体化的管控平台。通过对水风光互补清洁能源利用价值最大化的思考,在其优化运行系统应用过程中,需要在性能可靠的网络基础设施及信息技术等要素的配合作用下,搭建好一体化的管控平台,实现区域调控中心各类应用横向集成和纵向贯通,提升联合优化系统运行中的信息化、智能化、集成化和自动化水平,实现对电力生产活动开展过程的实时控制与管理,确保这方面的决策制定有效性。

(2)预测及调度功能。基于水风光联合优化运行系统的应用,在实践中可通过对生产活动所在区域水文特性、气象特点等方面的考虑,在适用性良好的预测模型支持下,可实现对水电、新能源发电方面的科学预测,获取参考价值大的预测结果,为电网高效运行中电量平衡状况的改善提供参考依据,避免对电力生产实践中的发电效果、经济效益等造成影响。同时,在互补优化及联合运行方式的作用下,可实现对水风光清洁能源应用过程中的有效调节。在此期间,重视联合优化系统调度功能的作用发挥,可从水风光发电状况分析、负荷影响分析等方面入手,提升电网中调度系统的运行水平,满足其生产质量可靠性要求。

(3)其它方面的组成及功能。为了实现对水风光互补清洁能源优化运行系统的科学应用,也需要对其在这些方面的组成及功能有着一定的了解：(1)联合优化系统运行中可增强多种资源调配效果,保持水电、风电及光伏发电良好的应用状况,可使电力行业的长效发展打下基础;(2)在系统多元电源联合优化模型的支持下,可使电网运行中的调度计划实施更具科学性,增加电力生产效益;(3)通过对系统中风险分析及预测功能的考虑及作用发挥,可避免电力企业遭受不必要的经济损失。

四、水风光互补清洁能源优化运行系统的应用分析

在了解水风光联合优化运行系统功能特性及应用价值的基础上,可将其应用于这些方面：(1)在优化电网运行调度工作方式的过程中,应重视新能源发电作用下联合优化运行系统的实际作用发挥,确保调度工作开展有效性;(2)结合水风光互补新能源应用中的资源调配要求,充分发挥联合优化运行系统的应用优势,可使电网运行中的资源调配效果更加显著;(3)水风光联合优化运行模式下的发电计划实施,有利于增加其中的技术优势,且在一体化管控平台的支持下,有利于降低电力生产风险,保持发电过程中良好的技术含量,最大限度地提高水风光互补清洁能源的利用效率,满足电力行业未来发展中的节能降耗要求。以锦屏一级水风光互补开发为应用案例,考虑清洁能源互补开发前后,电站优化运行过程如下图。通过水风光互补优化运行系统应用,保障了水风光电站整体的高效稳定运行,提高了风光出力的可靠性。