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基于大数据共享的电网企业新能源消纳绿色调度管理

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成果主要完成人

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项目概况

立项背景:

(一)是适应国家能源转型和能源革命的需要 国家出台的“十三五”规划纲要中强调,要坚持绿色发展理念,推进能源革命,加快发展风能、太阳能、水能等多种清洁能源,提高清洁能源比重。

(二)是保障宁夏地区大电网运行安全的需要 舒印彪董事长在国网公司2018年工作会议上提出要着力打造以特高压为骨干网架的坚强智能电网,送端建设坚强主网架,支撑大型能源基地开发,实现水火互济、多能互补,提高清洁能源外送效率。

(三)是提升宁夏新能源消纳能力的必然趋势 宁夏电网新能源发展始终处于国内领先水平,新能源装机占比位列国内前三甲。风力资源、日照资源的间歇性和随机性,使新能源发电与常规电源相比,具有发电可预见性差和可控性差等缺点,原有调度控制体系均建立在发电侧高度可控的基础上,已然无法适应高比例新能源的接入需求。

内涵和主要做法:

宁夏电力秉承“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,积极适应坚强智能电网发展,以新能源高比例消纳为核心目标,以提升新能源并网能力、跨区输送能力、电网综合调配能力、消纳能力、服务自治区发展能力的五种能力为工作导向,以“2+1”一体调度模式为基础,夯实绿色调度管理保障;以发、输、配、用多环节分层互动为策略,提升绿色调度调节能力;以基于生产时序的技术体系为技术支撑,实现新能源调度实时监测;以安全分析、调度评价为手段,确保电网安全运行;以构建与政府、场站等的协同机制为基石,构建良好的绿色调度环境,最终实现新能源调度的数据化、指标化、可视化和智能化管理,确保在保证电网安全的前提下,实现新能源最大限度的消纳。

(一)构建“2+1”一体调度模式,夯实绿色调度基础管理

1.建设“2+1”纵向一体调度模式 宁夏电网已接入新能源场站151座,且多以35千伏、110千伏接入,区调“一把抓”从技术上和管理上均已不堪重负,将导致管理质量下降。宁夏电力研究并实施开展“2+1”纵向一体新能源调度管理模式,强化能源场站属地化管理,明确了管理职责,创新了绿色调度模式,提升了新能源的管理水平。严格划分管理界面,区调负责50兆瓦以上新能源场站直接管理地调负责50兆瓦及以下新能源场站直接管理。

2.纵向一体化调度管理制度保障宁夏电力配合自治区经信委和西北能监局编制完成“宁夏电网绿色调度实施细则”,将绿色调度上升为地方规范,确定了发电机组的调度序位、机组年度发电计划、机组日前和实时调度原则、新能源调度原则、信息公开和监管等内容,使新能源优先发电及发电排序有法可依,确保相关方按照共同规则作业。目前该细则已由自治区经信委和西北能监局正式下发,成为宁夏电网新能源场站排序调电机制的建立提供强有力政策支持。

(二)确立多环节互动策略,提升绿色调度调节能力

1.构建“发、输、配、用”分层互动的技术系统 宁夏电力为实现能量流(新能源)、信息流在电源侧、电网侧、负荷侧之间的互联互通,以电网多环节分层互动为导向,基于D5000平台搭建了“发、输、配、用一体化调度系统”。

2.基于电价和激励的发输环节互动策略 宁夏电力基于“发、输、配、用一体化调度系统”,设计了基于有效容量成本电价的发输环节互动策略,通过动态反映发输环节资产利用率的互动电价机制,实现了新能源出力波动与电价信号的关联,引导用户主动响应,提升电网消纳新能源的能力。

3.基于电价和激励的配用环节互动策略 宁夏电力基于消费者心理学原理,将电价和激励两种手段应用于配用环节运行互动,以挖掘负荷侧新能源消纳意愿。

(三)构建新能源监测体系,强化绿色调度数据支撑

1.构建以生产时序为主线的技术支持体系 宁夏电力基于生产时序以时间为尺度,从年、月、日、日内共四个层级对技术支持需求进行分析,构建新能源消纳测算和监测技术体系,将结果数据应用于“发输配用一体化调度”系统,为最优配置新能源电能,确保电网互动质量提供了数据支撑。

2.完善年度新能源消纳测算分析 针对新能源发展速度与区域负荷增长不匹配将会引起新能源消纳矛盾,宁夏电力开发了“基于生产时序模拟的新能源消纳分析软件”,实现了风光一体化的月度、年度、多年的新能源消纳测算功能。

(四)加强绿色调度安全分析,保障大电网运行安全

完善新能源电源与电网的仿真模型为准确仿真计算电网潮流、短路电流、频率特性、直流故障期间的电压频率响应特性等,宁夏电力针对大规模并网新能源场站,对原有的仿真数据进行了扩展和完善。强化新能源消纳分析,确定年度电量交易计划。

实施效果:

有效提升宁夏电力的经济效益,宁夏地区风电、光伏为代表的清洁能源发电调度成效明显,发电量占比、利用小时数均有大幅度上升。

全面提升新能源调控管理能力 新能源出力“一键式”控制研发,提升调控运行人员实时控制能力,使运行人员摆脱了原有电话逐个通知的繁琐工作,提升了场站出力控制的及时性和精细度,使整个新能源调控管理能力得到了提升。

显著提升生态效益和企业形象 节能减排效果显著,为宁夏降低了污染物的排放量,对有效改善宁夏的整体环境作出了突出贡献,生态效益明显,宁夏电力已连续19年受到自治区政府表彰,彰显了央企品牌形象。