新能源发电优先调度评价技术的研究

新能源发电优先调度评价技术的研究

范伟1蔡桂华2安雷3

（1.2.保定供电公司;3.保定学院河北省保定071000）

摘要：近年来，以风电和光伏发电为代表的新能源发展迅猛，于新能源发电具有间歇性、波动性的特点，需要系统中灵活电源调节来平抑其功率波动，以保证电力系统安全稳定运行。为保证新能源的优先消纳，国家电网公司做了大量工作，但受电源结构、负荷特性、网架约束的影响，部分地区新能源利用小时数依然偏低，因此亟需开展风电光伏优先调度，实现对新能源优先调度全面、客观的评价。

关键词：新能源发电；优先调度评价需求；评价指标体系

引言

能源是现代社会和经济发展的基础，社会的进步离不开能源的支持。与传统化石类能源相比，风电、光伏等新能源具有无能源消耗、无排放和无污染的特点。近年来，受世界能源危机和全球气候变暖的影响，可再生能源开发利用日益受到国际化社会的重视，许多国家提出了明确的发展目标。为保障能源安全、推动环境保护，我国积极鼓励新能源的大规模开发利用，制定了支持可再生能源发展的法规和政策。

一、新能源优先调度评价需求

我国在新能源方面的研究起步较晚，但发展很快，各网、省公司使用着不同科研单位、高校开发的各类功率预测系统、新能源发电监测系统、新能源调度计划系统等系统，这些系统对电网调度机构的运行提供了必须的支撑。新能源优先调度评价技术要求主要包括新能源计划编制与新能源实时调度与调整，新能源电量计划编制以新能源功率预测为基础，在确保电网和新能源场站安全的前提下，优先接纳新能源。为切实提高新能源利用水平，减少新能源限电现象的发生，提高宁夏电网消纳新能源的能力，需从提高电网调峰能力和提高电网输送能力两方面入手，具体措施介绍如下。（1）提局电网的调峰能力：提高新能源功率预测及负荷预测的精度，将新能源纳入年度、月度及日前发电计划，根据风电功率预测结果，实时调整风电发电计划；优化电源结构，提高灵活调节电源占比，合理安排水电、火电机组的运行，当新能源因调峰原因限电时，常规电源机组出力应降至电力监管机构核定的最小技术出力；根据新能源发电计划，合理安排跨省跨区联络线计划安排，充分利用跨省跨区联络线的调峰作用。（2）提高新能源受限断面的输送能力：针对新能源因输电断面能力限制导致的新能源限电，应根据电网不同时期的运行特点及变化规律，统筹平衡各主要输电断面联络线需求，滚动计算分析并及时调整运行方式和各断面安全稳定控制限额，提高新能源外送能力。新能源因断面输送能力约束导致风电受限时，应将新能源受阻断面下常规电源出力降至最小技术出力；因断面输送能力约束导致风电限电时，应尽可能的提高断面利用率，新能源受阻情况下输电断面利用率应达到90%上。

二、调度策略制定的风险因素

1、系统运行风险

电力系统的稳定运行是进行电力系统调度的基本保障，因此在制定调度策略上首先要考虑系统的运行风险。由于风力、光伏出力的不确定性，预测技术还未趋于成熟，即使在得到预测结果之后，这种不确定性仍然会对系统造成不可避免的风险。备用容量的相应增加是控制系统风险的必备且有效的手段，当风电场实际输出功率小于风电场的计划出力时，备用可以保证系统运行可靠性不受威胁。然而，备用容量的过度配置会使系统成本相应增加，影响系统运行经济性。

2、发电成本风险因素

不论是传统的能源结构还是含有风力/光伏等间接性能源的系统，在调度时都必须考虑发电成本。在不同情况下，考虑成本组成时侧重点不同，并且不同调度策略对于成本的侧重程度也不相同。含新能源的系统，因为要保证运行可靠性需要增加系统备用容量，所以发电成本相比传统的能源系统有所增加，在调度时更要考虑其经济性。如何能够在合理控制运行风险，保证安全稳定运行的基础上，进一步降低成本，实现利益最大化是调度的关键因素。

3、环境成本风险因素

传统化石能源发电过程，不论是从开采、运输还是燃烧环节，均不可避化地产生污染。最主要的环境问题源于一次能源在转化为电能过程中所造成的环境生态污染。面对日益加重的环境生态问题，以煤炭为主能源结构所造成的环境污染问题难以解决，随着风电/光伏并网技术的发展，环境问题越来越受到人们的关注，这也是大力发展新能源并网的原因之一。电力系统亦将创建环境友好型电网作为发其展耍求与目标。因此，在研究含风电调度问题时有必要考虑风电/光伏的环境效益对调度的影响，风电/光伏节能减排对环境效溢的改善应该在调度策略中有所体现，有利于推动清洁能源在能源结构中所占的比重以发展。

三、新能源的电力系统优先调度评价指标体系

经济调度考虑的主要指标是在满足负荷需求和电力系统运行约束条件下，使发电成本最小化，即调度计划的经济性。随着资源与环境问题的日益重视，低碳环保成为调度决策考虑的重耍因素。另－方面，我国目前电力市场尚不成熟，为了确保电力市场的公平性，维护各市场主体的利益，调度原则是调度计划必须考虑的因素。由于新能源具有随机波动的特性，大规模新能源的集中并网给系统优化调度带来了诸多的不确定性。根据不同的调度原则和方法，可以得到不同的调度计划，但难判断所得调度计划是巧达到预期的效益及是巧全局最优。

四、新能源发电优先调度评价

1、新能源日前优先调度评价模型

在同一省网中，各个风电场、光伏电站地理位置都相对较近，其两两间相互间有功出力预测误差都存在相关性。由于同处于省网中的风化场巧功出力顿测误差分布特性相似，可将其所有风电场进行聚类，形成一个大规模的风电场；同理，省网中可聚类出一个大型光伏电站。为简化模型，下面考虑单个大型风电场与大型光伏电站有功出力预测误差间相关性为代表，说明在考虑风电场与光伏电站有功出为预测误差间相关性的基础上建立基于机会约束的新能源日前优先调度评价模型的方法与步骤。风力发电光伏发电其具有一定的随机波动性，将新能源发电前调度成其可信容量将造成系统中常规机组开机方式存在一定的偏差，进一步影响新能源优先消纳。考虑到风电与光伏发电有功出力预测误差间存在相关性，故其预测误差之和不能简单地将两者相加。

2、新能源日内化先调度评价模型

随着大规模新能源（新能源发电）的接入，制定适应新能源波动性的发电计谢己经成为电网消纳新能源的重要途径之？。目前，新能源预测技术还不十分成熟，日前预测误差在15%—20%左右，但数小时内的新能源发电预测误差较小，因此通过日内滚动发电计划消纳新能源越来越受到重视。日内发电计划每15min启动一次计算，每次制定系统未来4小时的发电计划，全天滚动计算执行。与日前发电计划相比，国内发电计划优化周期短，可以利用更新更准确的边界条件信息，使优化结果更加准确。参与日前发电计划与日内发电计划制定的机组不同，日前调度计划制定的是包括除固定出力机组之外的所有机组机组方案和功率分配方案，而日内调度计划则主要调整负荷预测偏差及新能源有功出力预测误差等不确定性因素，可以选定一定的机组参与日内负荷平衡调整，称为平衡机组。

结束语

大力发展新能源，保障以新能源发电为代表的新能源能够优先调电、优先接纳是践斤绿色发展战略的基石，也是转变经济发展方式，推动能源结构调整，提高清洁能源比重的必由之路。

参考文献

[1]韩兴旺.能源革命视域下我国能源市场化法律转型研究[D].华东政法大学,2015.

[2]陈天穹.风光水气多能源发电联合优化调度方法研究[D].华北电力大学,2015.

[3]高展.风光储混合互补发电系统研究[D].华北电力大学,2014.