应对新能源发电接入的电网调度运行技术研究

余林

摘 要：波动性、间歇性、骤变性是新能源发电场站出力的基础特点，大规模新能源发电项目并入电网，对电网调度运行提出了新的要求，亟待传统调度业务转型。因此，深入分析与研究新能源接入电网运行后对电网负荷管理、运行特性的影响，提出在“双碳”背景下电网侧应对措施。

关键词：新能源发电;电网调度;运行技术

1新能源发电接入后电网调度运行存在的问题

新能源发电接入电网后所需面对的主要问题主要是如何保障电网调峰平衡，此问题在现阶段受到重点关注。规模大、发展速度快是我国在大力支持、发展新能源发电项目应用过程中的特点，当前主要工作即是增加风电、光伏并网容量，不断向“双碳”目标迈进，而新能源发电大规模化在现阶段不断扩张的过程中影响电网稳定运行，近年来由于新能源发电引入而造成脱网事故较为常见，缺乏相应的调峰支援能力，是现阶段电网规划中的主要问题。而未能对其不确定性、波动性与不可储存性展开针对性的有效举措进行控制，也成为当前的难题，某些时段即便是弃风弃光也无法保证。日益严峻的电网安全稳定运行与新能源大规模并网两者之间的问题，若无法及时采取有针对性的措施，要么会降低新能源发电的使用效率，这与国家的“双碳”目标不符，要么无法保障电网安全稳定运行，这与电力服务国家经济大局相左。

2应对新能源发电接入的电网调度运行技术措施

2.1重视新能源消纳扩大现有空间

新能源消纳能力的优化应从根本上解决，以调节火电与风光矛盾为主要方向，对现有新能源消纳空间采取有效方法予以扩张。新能源送出通道完善作为近年来我国供电企业所采用的主要方式，目的在于利用市场化手段进行引导，通过主动参与火电调峰交易的方式，为后续建设电力平衡实施能力系统提供助力;同时精准预测新能源功率，采取火力发电与新能源发电错峰策略，提升新能源发电消纳空间，最大限度保证日常消纳能力，从发电窗口期进行优化与改善，完善机组运行方式，结合我国当前风力资源，遵循光伏资源发展的基本性特性，进一步提升电网新能源消纳能力。合理安排电网规划优化发电机组，以调度运行多种能源，尽可能保障新能源的消纳[1]。新能源消纳工作从宏观角度分析应当从多方面开展，首先，即是合理利用市场化手段，目的在于加强市场经济合作战略工作，以打破交易壁垒，实现市场化交易，降低因区域技术等外在影响因素的限制，结合输变电工程建设以大规模外送，而不同地域的调峰资源能够积极参与到实际电力平衡机制中，以缓解电网电力消纳不足问题。在宏观引导工作中应当明确认知市场消纳属于循序渐进的工作，只有有计划的进行扩大与消纳，才能为后续工作提供有利条件。其次，重视回送清洁能源，多方合作实现有效利用降低化石能源比例。最后，需积极改造与创新设备及技术，明确时间及顺序进行开发，以积极改造电网电源的基础设施，新能源发电接入工作能够由原有的传统化方向转变为专业化操作，进一步提升新能源发电接入工作的稳定性、可靠性以及操作的可能。

2.2明确指标体系创新管理技术

新能源发电具有较强的波动性与不确定性，对于电网整体安全稳定运行有着较为消极的影响。因而，在应对新能源发电项目大规模介入电网问题进行创新时，应当更加注重技术层面问题，以有效控制新能源发电而建立完善的新能源发电指标体系，以当前技术发展现状为根据进行多方考量与分析，以多种方式构建一体化监控体系平台实现多数据原预测，以设备检测为核心，实时检测新能源发电状况，进一步对其实际规律予以分析掌握，准确开展系能源发电功率预测，以便采取有效的应对措施在提升新能源消纳能力的同时，保障电网安全可靠运行和电力有序供应。其次，要加大新能源场站储能装置接入水平，将储能设备投产与新能源发电项目并网同步管控，将储能装置调节能力接入对应调度AVC系统，实现动态实时调整储能装置充放电功能，进一步实现提高储能的可控性。技术的突破与创新，主要内容在控制发电过程中，新能源的应用能够提升储能功率调节能力，增强暂态支持能力，以储能系统建设及安装满足当前输电的基础需求。电池储能在这一技术應用过程中能够对风电场以及光伏发电项目的不确定性与波动性与以有效抑制，进而持续输出电力，以提升新能源发电项目输出功率的稳定性。现阶段，应用相应型号锂离子电池进行储能已成为我国电网规划的首要技术方法，在系统不断革新的过程中进行全面监控，重视智能控制系统，应用新能源并网技术，满足市场用电的基本需求[2]。根据现阶段电力行业供电发展现状进行有效规划，为后续新能源输出线路设定提供依据。太阳能发电项目、风力发电项目及其现有分布式光伏项目的有针对性规划能够最大程度提高并网建设能力，而项目混合开发作为我国现阶段技术革新工作能有效降低成本，形成优势互补，打破外在因素限制。因此，重视基础设施建设，满足发电实际要求，增设实际技术研发投入能够为实现新能源发展电网规划关键技术研究提供有效助力。

2.3建立调度模型引入需求侧响应

新能源与常规能源相较而言，需在其新技术基础上进行开发、应用，作为非常规能源而言，应用范围较常规能源低，其主要包含风能、太阳能、生物质能等可再生能源。近年来，我国发电行业发电量迅猛增长，使得新能源发电装机容量也在不断扩张，进一步推动我国能源结构发生大幅度调整，而作为新能源发电方式中最为普遍的风力发电与太阳能发电，在其应用过程中以其商业化及大规模开发特点有着相对成熟的技术。而我国成为全球风电装机容量增速最快的国家之一，整体装机容量已实现重大突破，在现阶段，除风电和太阳能发电外其他可再生能源发电技术水平不够成熟。受多种因素影响，仅以分散发电的形式，在对不同时段负荷变化情况进行调度，查验周期内运行机组情况，以合理经济分配运行机组负荷，提升整体输电的稳定性及安全性，保证社会经济效益作为电网调度当前的主要内容之一[3]。为提高电网稳定安全的积极影响，应当采取合理有效的调度策略，对现有新能源多目标优化调度模型予以完善，应从多方面进行考虑，以多角度、多层次、多因素进行深入分析，打破数学建模的局限性，改善原有约束条件，以多目标优化调度模型建立新能源接入条件，提高其可操作性，例如通过新能源分层分区调度、就地平衡等策略。通过算例验证的有效性，进而指导电源结构布局的系统化操作工作，随着我国智能电网的发展大规模集中分散新能源电源群体将广泛应用于大部分行业，统筹考虑电网调度方案，有效协调各级矛盾，实现区域电网与个体单元的联合工作提高资源使用率。为实现电力平衡目标，以间接性新能源并网针对性举措，引入需求测量机制，目的在于整合现有资源提高使用效率，使其综合效应形成补益，以保证我国供电的可靠性与稳定性。

总结：

新能源大规模发展是我国能源战略的趋势，电网调度需积极应对大规模风力发电与光伏发电等新能源项目并网对电网带来的问题，谋划调度业务转型，力争电力系统实时功率平衡实现多种电源随机结合、合理应用，进一步推动与发展我国新能源发电控制技术。

参考文献：

[1]饶波.关于新能源发电接入的电网调度运行探讨[J].低碳世界，2016（25）：20-21.DOI：10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2016.25.013.

[2]葛亚明. 应对新能源发电接入的江苏电网调度运行技术研究[D].华北电力大学，2015.

[3]刘传良. 山东电网火电及新能源机组协调运行方案优化研究[D].华北电力大学，2014.