网源协调管理方法研究

2022-04-08郝晓光侯彦博

黑龙江电力 2022年4期

侯倩,金飞，郝晓光，侯彦博

(1.国网河北省电力有限公司电力科学研究院，石家庄 050021； 2. 河北华电石家庄热电有限公司, 石家庄 050046)

0 引言

新能源的快速发展以及占比大幅增加，给电网安全稳定运行带来了严峻挑战。另外，常规火电机组节能、环保等管控形势的日趋严峻，电力系统要求常规电源具有更高效的网源协调性能[1]。电源企业的工作重点在节能降耗、经济性运行等方面，在电网设备运行风险管控、涉网设备管理及技术监督方面存在很多短板和不足。该文基于物联网互联、信息数据融合技术，结合河北南网实际情况，提出一种"全设备范围台账化管理、全业务信息数字化采集、全流程环节精细化管控"的网源协调管理方式，即"三全三化"管理方法，全面提升风、光、水、火各类电源机组的涉网设备安全管理水平，有效支撑省调开展网源协调监督管理工作，为电网的安全稳定保驾护航。

1 网源协调管理必要性分析

1.1 满足电网安全稳定运行的需要

随着特高压电网快速发展和新能源大规模集中接入，电力系统特性发生重大变化,“强直弱交”矛盾突出，转动惯量持续下降，多种稳定问题交织，电网安全运行风险加大，强化涉网设备安全管理对确保电网安全稳定运行尤为重要。

《电力系统安全稳定导则》和《电力系统网源协调技术要求》等相关标准规范也对各类并网电源网源协调性能提出了具体的技术指标与管理要求。单纯依靠定期开展的常规涉网监督检查已不能满足电网安全稳定运行的需求，需要进一步深化网源协调管理，针对性完善管理体系，创新技术监督管理模式。

1.2 满足网源协同发展新形势的需要

在电力能源需求不断攀升的发展形势下，加强设备安全运行管理，提升设备可靠运行水平，是各方共同的发展诉求，是网源协同发展的需要。

2020年初，河北南网出现多台并网火电机组一次调频涉网调节性能指标不合格和新能源风场风机在电网扰动下集中脱网的情况，暴露出并网机组在复杂运行模式下对电网运行的支撑力度不足[2]，电源企业在涉网设备安全和技术管理的漏洞。

1.3 满足监管工作的需要

监管部门和调度机构对并网电厂的监管工作面临着新的发展形势，华北能监局2019版“两个细则”(《发电厂并网运行管理实施细则》《并网发电厂辅助服务管理实施细则》)已修订发布，进一步细化了考核评价指标、强化了安全管理要求。为及时暴露电源侧管理薄弱点，指导电源有序健康发展提供信息支撑，亟需进一步完善管理体系和业务流程，支撑网源协调管理的高效开展[3]。

2 “三全三化”管理方法内涵

网源协调管理“三全三化”管理方法是依照《国家电网公司网源协调管理规定》的相关要求创新构建，面向风、光、水、火各类型电源机组涉网设备，形成全设备范围台账化管理、全业务信息数字化采集、全流程环节精细化管控的管理方式。

2.1 全设备范围台账化管理

构建面向风、光、水、火全类型电源机组涉网设备的标准化台账管理。建立标准台账模板，包括各类型发电机及二次设备、自动发电控制系统(automatic generation control, AGC)、自动电压控制系统(automatic voltage control, AVC)、调频调速控制系统等设备信息、逻辑定值信息、检验检测试验数据、异常以及故障等全类型设备信息，辅助省调开展标准化台账管理工作。

2.2 全业务信息数字化采集

选择风、光、水、火等各类型场站，实现各类型电源机组AGC、AVC、一次调频等涉网控制系统数据融合，实现对各类型机组和新能源场站涉网控制系统的运行评价与故障评估，确保机组具备可靠的调峰、调压、调频能力。为省调开展网源协调管理信息采集工作进行工程示范[4]。

2.3 全流程环节精细化管控

根据网源协调涉网设备全流程环节监督管控的业务需求，设计涵盖工程基建新设备投运、运行评价与故障分析、检修检验、缺陷治理、技术改造等全流程监督管控系统架构，针对各节点开展审核，构建全方位、多维度的技术评价体系，为科学、高效、全面地开展网源协调监督管理工作提供支撑。

3 “三全三化”管理方法实施路线

3.1 完善管理流程

完善网源协调管理体系，对现有管理模式进行改进提升。在设备台账管理、运行评价管理、缺陷整治管理等6个重点环节梳理完善提升，实现流程运转。充分做到系统数据融合、信息共享、横向联动、纵向贯通，减少工作重复率，大幅度提升管理效率。

3.2 实现全设备信息台账化管理

结合调控云、OMS等系统数据，建立10类设备标准台账模板，涵盖各类型发电机及二次设备、AGC、AVC、调频调速控制系统等设备；构建5卡基础信息模板，包括电厂信息卡、机组基本信息卡、机组参数卡、机组涉网试验卡、机组检修和故障记录卡，全面记录机组基本状态信息。以调控云数据规范为蓝本，以电厂机组涉网设备为最小管理对象，规范涉网设备管理。

3.3 进行全业务信息数字化采集

打破常规网源设备的检测、核查与评估信息壁垒，开展网源数据共享。改变传统数据流模式，打破原有多系统数据录入现状，将调控云数据与子站采集数据充分融合，形成结构化数据信息，建立统一的涉网数据管理流程，减少厂网两端人工数据录入量，系统涉及相关信息来源与调控云、OMS、网源协调在线监测等多个系统，借助对AGC、AVC、一次调频等信息的数据采集，实现风、光、水、火等各类型试点场站数据接入。整合涉网设备的参数类、管理类、评估类、规范类数据，建立统一的涉网数据管理流程。

对河北南网范围内电厂涉网设备进行参数分析与建档，建立涉网数据参考数据集。通过技术手段实现数据质量的有效把关，通过涉网数据智能校核，自动比对上报数据，监测数据的质量，保证数据的正确性及可靠性，为业务应用提供数据支撑[5]。

3.4 构建以监督为核心的管控架构

“三全三化”网源协调管理有效实现监督流程优化，加强过程管控。根据网源协调涉网设备全流程环节监督管控的业务需求，设计涵盖工程基建新设备投运、运行评价与故障分析、检修检验、缺陷治理、技术改造等全流程监督管控系统架构，强化网源协调涉网监督管理。

3.5 开展状态评估、性能评价

依据《发电机组并网安全条件及评价》《风力发电场并网安全条件及评价规范》《光伏发电站并网安全条件及评价规范》等文件，开展涉网安全评价与检查。构建机组涉网安全评价指标库，建立常规机组网源协调数据平台安全性评估体系，整合提取关键涉网参数，评估涉网设备安全水平，提示发电企业运行风险，将评估信息向发电企业发布，提升发电企业涉网安全水平。

应用设备状态感知、网络通信、智能算法等先进技术，完成涉网设备状态信息的采集，通过计算及分析，实现对各类型机组和新能源场站涉网控制系统的数据监督、运行评价与故障评估，对机组调峰、调压、调频能力等进行监测，最终实现源侧设备状态感知及分级评价、故障诊断及预警。

根据各种场站特色，有效开展性能评价分析。如针对常规火电机组，通过对机组状态的监测，实现对机组一次调频、AGC等涉网调节能力分析，以及机组调峰、调频、调压等涉网调节能力的分析评价，并通过专家知识库为问题机组提供优化建议。针对燃气机组，开展燃气机组AGC可调范围的动态分析。通过全面推进信息共享，促进网源协调监测评估与电网经济调度控制的深度融合，在提升电网智能调度能力的同时，实现厂网负荷动态管理和精准管控。针对新能源场站，开展新能源场站一次调频动作诊断评估，依托在线监测实现对运行设备的监测评价分析，同时结合在线扰动分析对新能源一次调频装置在各负荷工况下进行一次调频功能验证，可以对新能源场站快速功率调节能力进行实时分析、检测诊断、裕度评估。

3.6 深化应用

开展机组及场站的励磁系统与调速系统建模、一次调频、AGC与AVC等主要涉网试验报告的电子化、网络化、流程化、规范化管理。采集涉网报告各关键参数指标，从试验对象、时间、测试单位、报告内容等多个方面建立试验信息数据档案。通过管理平台的建立及使用，及时掌握电源涉网试验现状，发现薄弱环节，加强试验管理。技术支撑及相关单位可在线全面掌握最新试验技术及先进经验，整体提升试验水平。

4 实施效果

该文所提出的管理方法，符合能源互联网发展趋势，以《国家电网公司网源协调管理规定》为依据，助力网源协调监督管理提升，有效助力河北南部电网网源协调管理工作。

4.1 形成了科学完善的网源协调工作管理模式

通过 “三全三化”管理方法的实施，形成了全方位、全流程环节监督管控系统架构，建立了完善的网源协调管理模式，使公司网源协调业务管理更加精细,调度机构指导并网电厂开展现场工作更加准确,并网电厂反馈信息更加便捷,促进了网源协调全方位、精益化管理。依托网源协调信息管理平台建设，深化“三全三化”体系应用，实现覆盖范围广、管理维度高的一体化综合管理，形成科学完善的管理模式，为电网安全稳定运行提供了有力的支撑。

4.2 全面提升涉网设备全过程监督信息化管理水平

基于信息数字化的网源协调管控,提高了信息传递效率、安全监督效率、问题处理效率，大大提升了源网之间协同联动能力。利用信息数字化技术手段,实现管理透明化、可视化，消除了各专业之间信息壁垒，实现了对涉网设备状态的精确评价；规范的涉网数据管理流程，大大减少了厂网两端人工数据录入量，同时增强数据客观准确度。利用客观准确的数据分析,有助于提升涉网设备运行可靠性,全面提升了涉网设备全过程监督信息化管理水平。

4.3 显著增强涉网设备全过程监督管理水平

通过 “三全三化”网源协调管理方法的实施，有效促进新形式、新机制下源网之间涉网设备的统筹管理，打破专业领域存在的管理壁垒，改变了公司涉网设备全过程监督入手难、协同难、缺乏抓手的现状，实现对涉网设备状态的精准管控,真实全面地掌握电网管理薄弱环节,使公司管理更加高效、建设更加合理，显著提升了网源协调涉网设备全过程监督标准化管理水平。

4.4 有效提升并网电源涉网设备安全稳定运行水平

随着网源协调管理工作的深入，源网互动不断加强，电源企业涉网安全意识明显增强，涉网设备管理规范等得到强化。依托“三全三化”体系下的网源协调管理平台，动态监督机组涉网功能，保障源网协调运行，精准评估机组状态，创新技术监督工作，提高了技术支撑服务的针对性、有效性。同时，为发电企业提供考核等涉网信息查询通道，及时查找管理薄弱点，开展参数调整、技术维护、设备升级等工作，指导发电企业提升电源对电网的综合支撑能力，为电网的安全稳定运行保驾护航。