中國儲能網(wǎng)訊：調(diào)度員應(yīng)用新能源多場站在線監(jiān)測預警及輔助決策系統(tǒng)開展工作。
3月底，由國家電網(wǎng)有限公司西北分部牽頭完成的“高比例新能源電網(wǎng)交直流送出能力提升控制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”科技成果通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織的專家鑒定。鑒定委員會認為，該項目在時空協(xié)調(diào)的交直流送出能力提升方法、新能源等綜合靈敏度發(fā)電功率分配技術(shù)和自適應(yīng)穩(wěn)定控制等方面達到國際領(lǐng)先水平。
西北地區(qū)新能源資源稟賦好、發(fā)展空間大。近年來，國網(wǎng)西北分部專注高比例新能源電網(wǎng)運行控制，取得了一系列創(chuàng)新成果，積累了實踐經(jīng)驗。該分部應(yīng)用創(chuàng)新成果實施交直流協(xié)調(diào)互濟、安控精益化控制等措施，2019年至2021年間，累計提升西北電網(wǎng)斷面能力900萬千瓦，保障新能源利用率提升15個百分點，新能源發(fā)電量占比由16.06%提升至21.17%，在新能源高效利用方面走在了全國前列，為西北新型電力系統(tǒng)建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)，助推能源轉(zhuǎn)型。
需求導向，抓住新型電力系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵難點
西北地區(qū)風能可開發(fā)量占全國陸上風能的三分之一，太陽能技術(shù)可開發(fā)量占全國的59%，新能源可開發(fā)量高達19億千瓦。
近年來，隨著新能源發(fā)電和直流輸電技術(shù)的快速發(fā)展，西北電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機已達1.43億千瓦，超過全網(wǎng)總裝機的40%。西北電網(wǎng)通過11回直流輸電線路與其他區(qū)域電網(wǎng)異步互聯(lián)，總外送規(guī)模達7071萬千瓦，成為我國新能源發(fā)電裝機占比最高，直流外送規(guī)模最大、外送能力最強的區(qū)域電網(wǎng)。
與此同時，大直流、高比例新能源的特點給西北電網(wǎng)運行控制帶來全新挑戰(zhàn)?！岸嘀绷髦g、直流與新能源間耦合程度高，連鎖故障隱患突出，直流故障對電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和重要交流斷面限額的影響顯著，限制了交直流送出能力和新能源消納水平，對西北地區(qū)新能源的持續(xù)、健康發(fā)展產(chǎn)生影響?！蔽鞅彪娏φ{(diào)度控制中心系統(tǒng)運行處處長王吉利說。
針對上述挑戰(zhàn)，國網(wǎng)西北分部緊抓高比例新能源電網(wǎng)交直流送出能力提升，組織西安交通大學、國電南瑞科技股份有限公司等優(yōu)勢產(chǎn)學研單位，專注研究高比例新能源電力交直流送出能力關(guān)鍵技術(shù)，歷時7年形成一系列技術(shù)成果。成果應(yīng)用于電網(wǎng)控制后，有效提升了高比例新能源交直流送端電網(wǎng)的運行分析和穩(wěn)定控制能力。
創(chuàng)新攻關(guān)，開展一系列關(guān)鍵技術(shù)研究
3月28日，西北電力調(diào)度控制中心調(diào)度員李武璟輕點鼠標，利用國內(nèi)首套新能源多場站在線監(jiān)測預警及輔助決策系統(tǒng)查看西北電網(wǎng)新能源資源、出力、穩(wěn)定水平評估指標等實時數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化調(diào)整新能源出力。
新能源多場站在線監(jiān)測預警及輔助決策系統(tǒng)是“高比例新能源電網(wǎng)交直流送出能力提升控制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目成果之一。該系統(tǒng)通過計算分析新能源場站接入電網(wǎng)的電壓強度，可直觀、量化評估新能源接入穩(wěn)定水平，并針對發(fā)現(xiàn)的隱患提出相應(yīng)的控制方案及解決措施，指導新能源及常規(guī)機組運行方式安排，提高了西北電網(wǎng)在新能源運行控制、運行方式安排等方面的智能決策控制水平。
在國內(nèi)外同等規(guī)模的同步電網(wǎng)中，西北電網(wǎng)的直流輸電規(guī)模、新能源發(fā)電裝機占比等多項指標均處于領(lǐng)先地位，如何進一步提升高比例新能源電網(wǎng)交直流送出能力，在國內(nèi)外無相關(guān)經(jīng)驗可借鑒。同時，西北電網(wǎng)網(wǎng)架相對薄弱，電網(wǎng)運行面臨的情況復雜，在電網(wǎng)運行控制等領(lǐng)域處于“無人區(qū)”，必須依靠創(chuàng)新突破填補空白，走出一條自主創(chuàng)新的特色發(fā)展之路。
為了不斷提升高比例新能源電網(wǎng)送出能力，為更大區(qū)域提供安全可靠的清潔能源，國網(wǎng)西北分部組織技術(shù)專家和勞模，成立大規(guī)模新能源智能管控與市場機制創(chuàng)新工作室，為攻克技術(shù)難題、推動“雙碳”目標在西北電網(wǎng)落地奠定基礎(chǔ)。國網(wǎng)西北分部以“嚴細實新高快”為標準，從電網(wǎng)運行實際需求出發(fā)，以交直流高度耦合下的送出能力提升為研究目標，以模型研究、機理分析、量化評價、控制提升為研究路線，從交直流電網(wǎng)建模、直流間交互影響分析、直流與新能源交互影響分析、多直流送出能力提升控制和直流極控安控協(xié)調(diào)控制等方面開展穩(wěn)定機理分析與控制技術(shù)攻關(guān)和裝備研發(fā)，攻克了多直流互濟、源網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化、穩(wěn)控策略自適應(yīng)調(diào)整等一系列關(guān)鍵技術(shù)，形成了高比例新能源電網(wǎng)交直流送出能力提升的全面、系統(tǒng)化解決方案。
應(yīng)用成果，提升新能源送出能力和消納水平
項目團隊在取得技術(shù)突破后，積極開展實踐應(yīng)用，相關(guān)成果在國網(wǎng)西北分部及國網(wǎng)甘肅、青海、新疆電力等省級電力公司落地應(yīng)用，顯著增強了西北電網(wǎng)直流故障下的穩(wěn)定運行和防控能力，提升了西北電網(wǎng)高比例新能源交直流送出能力和新能源消納水平。
2019～2021年，項目成果在生產(chǎn)運行中助力吉泉、天中、青豫等直流工程提升送出能力共計400萬千瓦，并通過提升吉泉、祁韶、天中直流送電能力、擴大新能源消納空間等，助力新疆、甘肅、青海電網(wǎng)的新能源及直流外送電量增加110.2億千瓦時。項目成果助力西北電網(wǎng)2019～2021年增加新能源發(fā)電量共55億千瓦時，節(jié)約電煤175.8萬噸，減排二氧化碳474.6萬噸。
以新疆哈密新能源基地為例，哈密新能源發(fā)電裝機超過1100萬千瓦，受風機耐壓水平限制，新能源外送曾存在受阻情況。2020年以來，國網(wǎng)西北分部應(yīng)用項目技術(shù)成果，通過創(chuàng)新采取直流緊急控制、優(yōu)化新能源功率分配等措施，累計提升哈密新能源送出能力300萬千瓦?！敖鼛啄晷履茉蠢寐食掷m(xù)提高。2021年哈密三峽淖毛湖風電場發(fā)電量同比增長12.4%，經(jīng)營利潤同比提升8%?！比龒{新疆新能源有限公司營銷部主任張亞楠介紹。
總體來說，項目研究在高比例新能源電網(wǎng)分析控制上實現(xiàn)了從“定性評價”到“量化評估并指導電網(wǎng)運行控制”的重大跨越，提升了交直流送出能力及新能源消納能力，促進了西北上千萬千瓦規(guī)模新能源的開發(fā)利用，為促進西北地區(qū)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢、推動當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展作出了貢獻。同時，項目也為國內(nèi)外提升大直流、高占比新能源送端電網(wǎng)交直流送出能力提供了先進的解決方案。
今年政府工作報告要求，“推進大型風光電基地及其配套調(diào)節(jié)性電源規(guī)劃建設(shè)”“提升電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的消納能力”?！丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，推動電力系統(tǒng)向適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源方向演進；加大力度規(guī)劃建設(shè)以大型風光電基地為基礎(chǔ)、以其周邊清潔高效先進節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。項目成果能為上述部署要求的落地實施提供技術(shù)支持和運行控制方案。
2022年，新能源發(fā)電將成為西北電網(wǎng)裝機中占比最重的電源?！笆奈濉睍r期，西北電網(wǎng)預計還將投運6條直流輸電線路。后續(xù)，項目團隊將結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展，進一步深化完善項目研究成果，以適應(yīng)送出規(guī)模更大、特性更為復雜的高比例新能源電網(wǎng)，為更好保障西北高比例新能源電網(wǎng)穩(wěn)定運行及可靠送出提供支撐。
（國網(wǎng)西北分部供圖）
