提高新能源消纳能力的电力系统调度研究

提高新能源消纳能力的电力系统调度研究

发表时间：2018-11-16T20:52:59.000Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：代涛涛朱卫卫黄培龙[导读] 摘要：如今大规模新能源接入电网消纳的模式在国内外得到了良好且迅速的发展，已开始展现出极为显著的社会及环境双重效益。

国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐 843000 摘要：如今大规模新能源接入电网消纳的模式在国内外得到了良好且迅速的发展，已开始展现出极为显著的社会及环境双重效益。因此，当代电力行业在发展的过程中，应提前从电网的设计、规划等方面考虑新能源接入后对电网的影响，且应注重基于新能源消纳的基础上构建相应的电力系统调度，以期达到良好的系统运行及新能源消纳状态，并就此达到电力系统调度优化目标。本文对提高新能源消纳能

力的电力系统调度进行分析研究。

关键词：电力系统；新能源；消纳能力 1新能源消纳概念分析

新能源消纳与完全接纳新能源间存在着一定的差异性，即新能源消纳不等同于不惜一切代价接受新型能源，因而在对当前新能源进行应用的过程中应注重对消纳新能源因素展开全面的行为调查，继而通过对调查结果的整合实现能源的平衡发展状态。在电网规划工作开展的背景下，网架结构的选择将在一定程度上影响能源消纳能力的提升，因此，电力规划专业在电网发展的过程中不断完善电网规划方法，继而在此基础上达到稳定的系统运行状态，力求最优的新能源消纳能力。

另一方面，电网企业将规划的电网规划情况以及新能源最大接纳的能力报备至政府，在政府部门的指导下，电网企业与新能源发电企业共同在接纳“红线”允许的范围内互相磋商，以满足最大、最优的新能源接入发电。对于超出电网接纳能力的新能源规划建设部分，应坚持杜绝接入。待政府、电网企业、发电企业共同协商，对电网形成新的规划、提高电网对新能源接纳的能力后，方可允许新增新能源发电企业再行接入。以此形成良好的“三方会谈”机制，共同促进电网及新能源的良好发展。

新能源消纳概念的提出，大大增加了电网规划、外界协调等难度。只有提高重视程度，规划理论结合电网生产运行实际，不断的积累经验，真实了解供需矛盾，才能满足电网对新能源的最优接入，满足大规模新能源发展的迫切需求。 2研究现状

2.1现阶段常见新能源发电形势分析

目前，新能源应用最为广泛的两种类型：风力发电以及光伏发电两种类型。

首先，风力发电形式的角度上来说，2017年出台的《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》，明确提出2017至2020年，全国计划累计新增风电装机11041万千瓦，2020年规划并网12600万千瓦，到2020年，我国风电装机将达28600万千瓦。因此，我国对于风力发电这种新型能源的政策引导力度不断加强，风力发电项目建设力度正呈现出较为显著的发展趋势，继而导致大规模风电并入电网的情况，在风电装机大省出现供需关系的微妙变化，同时受制于外送断面等电网安全约束，弃电矛盾日益突出。

其次，从光伏发电形式的角度上来说，我国在有关这种新能源发电形式的研究与应用比较成熟。2017至2020年四年的光伏电站建设规模共计8650万千瓦，为国内光伏市场提供了明确的市场规模预期，对光伏发电市场的发展具有有效的引导作用。同样，受制于电网接纳能力及电网安全约束，弃电矛盾将日益突出。

2.2新能源发电侧储能系统

由于新能源发电具有间歇性、波动性和难预测性的特点，大规模的接入势必导致电网调节困难，因此会造成大量的弃光弃风问题，在新能源发电侧增加储能系统可以很好的解决这些问题，把消耗不掉的电量储存起来，在发电不足或用电高峰时放出，可以使发电趋于平滑、稳定。具体解决方案有主要两种，第一是各新能源场站建设分布式存储装置，举例说：各新能源电站增加储能装置，这个储能装置可以充分按照电网供需情况进行调节，可以使多余新能源电力进行存储，在电网需要的情况下按需进行送出，这种方案的好处是电力分布式储存，投资较为分散，并由各新能源场站承担，但不便于电网管理和调度，部分场站的储能装置若因检修或者其他原因停运，造成的缺额电网企业无法掌握，可能导致电网调峰容量的不足。第二种是在新能源弃电侧建设抽水蓄能电站，抽水蓄能电站与一般水力发电站不同，不同之处在于抽水蓄能电站有上、下水库、发电机（抽水机）组成，故其具备存储电力的能力，这种方案需要增加大量设备，场地限制，投资成本较高，因其实现方式为集中控制，方便电网调度及对其备用数据的掌握，对电力系统的负荷变化做出迅速反应，对电力系统的频率也能起到很好的调整作用，在大规模新能源装机的电网中，抽水蓄能电站可以使电网成为高质量、高稳定性的电网调峰手段，便于电网企业管理和充分使用。

3新能源消纳调度模型

在该系统中，消纳的范围往往是因需而变的，对于某一特定阶段来说，风力转换成电力的最大值一般都具有固定性特点。这也就是说，这一阶段的消纳上限只适用于本阶段，不用对其进行阶段延用，否则会出现数据错误的情况，进而影响整个转化效率。因而，该系统进行阶段化负荷检测十分必要。

对于系统负荷检测，必须要清楚系统的状态、能量接收、消纳等的数据，在保证数据不变的前提下，对负荷容量进行演算、推测，并设计出最能节省成本的方案。至于演算的公式依据，则如下：

对于该公式的设定，是以各数据趋于完美情况为基础的，因而，这种公式所得出的最终成本数据无限接近于零。这显然与现今的经济投资现状不符。因而，在实际的过程计算中，我们还要考虑机组问题，确定机组出力情况，并根据该项数值进行范围界定，尽量保证该范围处于可控情况之内。除此之外，我们还应该对风电转换的能量和时间进行预测，确定其消纳的大概范围，与最终的实际消纳形成对比，保证二者之间差距不会过大，实现成本控制的高效化。最后，本系统的工作还应该具有在线安全校核，这就要求控制人员在进行实际操作时，控制好风电转化的容量和速度，保证二者之间始终处于平衡状态。同时，相关人员还要对能源的接收和转换过程进行实施监督，保证传输的稳定性。

4新能源消纳与常规机组调度模型

通常，消纳能力的上限往往与机组运行之间能量相互影响，且影响力度大多呈现出一种直线上升或者下降趋势。我们假设这种趋势的最大、最小值分别为△g+（Pg）和△g-（Pg）。这种趋势如果与机组其他数据形成联系，例如：煤耗量、爬坡率等，就会形成机组成本计算的函数公式，如下：

在该公式中，只要清楚其中各项数据值，我们就可以轻易得出该系统所需的经济成本，并分析出成本损耗的最大环节。当明白问题的产生点之后，我们就可以对其进行数据推测，明确可以减少成本的地方，使得公式的最终结果为最小值，以此保证能源消纳的最大、最优化。

结束语：

如今大量使用新能源形式已经形成，人们对这种天然环保的能源始终怀有一种热烈的态度，这就更加促进了新能源的发展和应用。但是，在实际应用这种能源的过程中，设备对能源的接收值与最终转换的电力值已经电网接纳这种能源的能力之间存在巨大的差异，目前暂时达不到预计的消纳效果，加重了新能源开发、规划、建设的成本负担。所以，对新能源消纳的全过程进行理论演算、推理，进而指导成本规划，就显得十分必要。

参考文献：

[1]新能源大规模并网下的消纳策略分析[J].刘威.低碳世界.2017（34）

[2]刘迪.面向新能源消纳的电网规划方法初探[J].军民两用技术与产品，2015（10）

[3]需求响应参与大规模风电消纳的运行机制研究[D].杨雪纯.东南大学2016