中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：我國(guó)西北地區(qū)聚集了優(yōu)質(zhì)的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源。2012年以來(lái)，西北電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)超10倍，裝機(jī)規(guī)模達(dá)1.7億千瓦，相當(dāng)于建成7座三峽電站，成為首個(gè)以新能源電源為第一大裝機(jī)電源的區(qū)域電網(wǎng)。
近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)有限公司西北分部創(chuàng)新開展新能源電量消納實(shí)踐，聚焦機(jī)理認(rèn)知、安全管控、預(yù)測(cè)預(yù)警、靈活調(diào)節(jié)、市場(chǎng)建設(shè)等方面工作，多措并舉實(shí)現(xiàn)新能源消納關(guān)鍵指標(biāo)連續(xù)六年提升，為新能源發(fā)電高占比地區(qū)的電量高效消納提供了經(jīng)驗(yàn)。
完善消納措施頂層設(shè)計(jì)
適應(yīng)新能源高占比態(tài)勢(shì)
4月1日，一場(chǎng)大風(fēng)帶來(lái)西北電網(wǎng)風(fēng)電大發(fā)?！艾F(xiàn)在是10時(shí)，橋東風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速達(dá)到每秒18米，134臺(tái)風(fēng)機(jī)全部滿功率運(yùn)行，今年才剛進(jìn)入大風(fēng)期我們就迎來(lái)了‘開門紅’?！备拭C龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司副總經(jīng)理張海濤介紹。
青海恰龍光伏電站值班長(zhǎng)楊迪說(shuō)：“4月1日那天光照充足，供電公司專門推遲了我廠送出線路的年度檢修，我廠光伏發(fā)電最大出力達(dá)70萬(wàn)千瓦，基本是滿發(fā)狀態(tài)?！?
“這次天氣過(guò)程風(fēng)力強(qiáng)勁，覆蓋西北五省份，大風(fēng)過(guò)程與午間光伏大發(fā)疊加，使得西北電網(wǎng)新能源發(fā)電出力達(dá)到近8000萬(wàn)千瓦，占用電負(fù)荷的四分之三。”西北電力調(diào)度控制中心調(diào)度運(yùn)行處處長(zhǎng)王智偉介紹。
隨著能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，西北電網(wǎng)新能源發(fā)電高占比運(yùn)行日漸成為常態(tài)。只有掌握新能源電量消納的底層邏輯，才能抓住新能源高效利用的“牛鼻子”。近年來(lái)，國(guó)網(wǎng)西北分部系統(tǒng)性開展了新能源消納機(jī)理研究，利用數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)“消納”和“平衡”兩個(gè)相互交織的復(fù)雜問(wèn)題的解耦分析，促進(jìn)了新能源電量消納理論的完善發(fā)展。
“我們開發(fā)了新能源電量消納分析工具，可以滾動(dòng)計(jì)算不同地區(qū)新能源發(fā)電裝機(jī)承載力并形成發(fā)展地圖，為電網(wǎng)規(guī)劃提供參考和建議。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，我們已針對(duì)30余個(gè)新能源電量送出重點(diǎn)地區(qū)制訂了電網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)方案，進(jìn)一步提升了新能源電量消納能力。”西北電力調(diào)度控制中心主任馬曉偉介紹。
對(duì)機(jī)理的認(rèn)知有助于進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)消納措施的頂層設(shè)計(jì)。國(guó)網(wǎng)西北分部連續(xù)多年發(fā)布促進(jìn)西北新能源高效利用重點(diǎn)措施，靶向提升新能源電量消納能力。從2016年到2022年，西北電網(wǎng)新能源發(fā)電量增長(zhǎng)3倍，利用率提升到95.52%，發(fā)電量占比從10%提升至近24%，超過(guò)歐盟水平，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管控精益功率預(yù)測(cè)
保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行
電網(wǎng)安全運(yùn)行是新能源電量高效消納的重要保障。國(guó)際能源署研究表明：隨著新能源開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，影響消納水平的主要因素將由政策機(jī)制激勵(lì)下的系統(tǒng)靈活性向系統(tǒng)安全穩(wěn)定性變化。
為了更好地監(jiān)測(cè)、評(píng)估高比例新能源電網(wǎng)的安全運(yùn)行邊界，國(guó)網(wǎng)西北分部構(gòu)建了大電網(wǎng)本質(zhì)安全特征量化評(píng)估平臺(tái)，接入全網(wǎng)7500臺(tái)常規(guī)發(fā)電機(jī)組及7萬(wàn)余臺(tái)新能源發(fā)電機(jī)組，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等特征指標(biāo)?！澳瓿跻詠?lái)，西北電網(wǎng)新能源最大發(fā)電占比超過(guò)55%，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為8900噸·平方米，距最低限值仍有合理裕度。我們?cè)诒ＷC新能源高效利用的同時(shí)，也做到了對(duì)頻率風(fēng)險(xiǎn)防控底線心中有數(shù)?！蔽鞅彪娏φ{(diào)度控制中心副主任任景說(shuō)。
在加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，國(guó)網(wǎng)西北分部通過(guò)提升新能源發(fā)電機(jī)組涉網(wǎng)性能，不斷增強(qiáng)機(jī)組的電網(wǎng)適應(yīng)性和主動(dòng)支撐能力?！笆陙?lái)，我們推動(dòng)建設(shè)電網(wǎng)友好型新能源場(chǎng)站，完成了全球規(guī)模最大的風(fēng)機(jī)耐高壓和新能源耐高頻改造，新能源快速頻率響應(yīng)等實(shí)踐成果被納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！蔽鞅彪娏φ{(diào)度控制中心系統(tǒng)處副處長(zhǎng)程林說(shuō)。
對(duì)新能源發(fā)電功率的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)是新能源高效利用的前提。在國(guó)家電網(wǎng)有限公司國(guó)家電力調(diào)度控制中心的指導(dǎo)下，西北電網(wǎng)已形成“國(guó)調(diào)-網(wǎng)調(diào)-省調(diào)-場(chǎng)站”四級(jí)預(yù)測(cè)、層層校核的分時(shí)、分區(qū)預(yù)測(cè)體系，風(fēng)電、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率連續(xù)多年位于公司系統(tǒng)前列。
“預(yù)測(cè)結(jié)果納入電網(wǎng)備用的比例關(guān)系到平衡和消納的綜合效益。納入比例越大，火電開機(jī)越少，讓渡的消納空間越多，但同時(shí)電能供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加，納之有度尤為重要?！蔽靼步煌ù髮W(xué)電氣學(xué)院教授王建學(xué)說(shuō)。
經(jīng)過(guò)持續(xù)的技術(shù)升級(jí)和創(chuàng)新實(shí)踐，國(guó)網(wǎng)西北分部研究提出“基于控制負(fù)荷損失風(fēng)險(xiǎn)的新能源預(yù)測(cè)納入備用”技術(shù)路線?！斑@種方法可以統(tǒng)籌負(fù)荷預(yù)測(cè)與新能源預(yù)測(cè)的容錯(cuò)率，實(shí)現(xiàn)新能源預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)納入備用，在不增大供電風(fēng)險(xiǎn)的前提下獲得最大收益?！眹?guó)網(wǎng)西北分部副主任張振宇介紹。
“在4月1日新能源電力大發(fā)時(shí)段，我們通過(guò)新能源備用統(tǒng)籌，提前安排火電機(jī)組停機(jī)最大近2000萬(wàn)千瓦，增加消納空間1000萬(wàn)千瓦，同時(shí)推遲影響新能源電量消納的檢修工作，增加調(diào)度值班力量，加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)?！蔽鞅彪娏φ{(diào)度控制中心調(diào)度計(jì)劃處副處長(zhǎng)張小東介紹。
增強(qiáng)系統(tǒng)靈活運(yùn)行能力
促進(jìn)資源科學(xué)高效配置
增強(qiáng)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力是促進(jìn)新能源高效利用的重要手段之一。隨著新能源發(fā)電占比的不斷提高，電力系統(tǒng)不僅需要保障電力電量平衡，還需要具備充裕的靈活調(diào)節(jié)性，以應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電的強(qiáng)隨機(jī)性與波動(dòng)性。
國(guó)網(wǎng)西北分部創(chuàng)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)智能調(diào)控平臺(tái)，已接入新能源汽車、充電樁、高載能等可調(diào)節(jié)負(fù)荷1300萬(wàn)千瓦。西安廣林匯智能源科技有限公司是一家負(fù)荷聚合商，也是該平臺(tái)的受益者之一?！叭ツ晡覀儏⑴c電網(wǎng)調(diào)峰電量超2000萬(wàn)千瓦時(shí)，獲得收益600萬(wàn)元，未來(lái)還要加大參與力度?！痹撈髽I(yè)負(fù)責(zé)人耿慶說(shuō)。
隨著新型儲(chǔ)能的快速發(fā)展，因地制宜實(shí)現(xiàn)分散接入儲(chǔ)能資源的集約化利用成為一個(gè)新課題?！皣?guó)網(wǎng)西北分部制訂了儲(chǔ)能調(diào)用規(guī)則，幫助我們了解電網(wǎng)實(shí)際需求，精準(zhǔn)參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)?！北本┚┠芮鍧嵞茉措娏煞萦邢薰疚鞅狈止究偨?jīng)理張紅義說(shuō)。在4月1日新能源大發(fā)時(shí)段，西北電力調(diào)度控制中心組織調(diào)用全網(wǎng)新型儲(chǔ)能最大充電功率120萬(wàn)千瓦，幫助國(guó)網(wǎng)青海電力調(diào)度控制中心緩解了午間光伏電量消納壓力。
黃河梯級(jí)水電是西北電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源。國(guó)網(wǎng)西北分部積極與黃河水利委員會(huì)溝通協(xié)作，建立了“水量能總控、電量可調(diào)節(jié)”的調(diào)度新模式，持續(xù)挖掘梯級(jí)水電靈活調(diào)節(jié)潛力?！霸?月1日新能源電力大發(fā)時(shí)段，西北電力調(diào)度控制中心安排龍頭水庫(kù)調(diào)減30%的出庫(kù)流量，相當(dāng)于把1億千瓦時(shí)的新能源電量?jī)?chǔ)存在水庫(kù)中?！眹?guó)家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心主任金東兵說(shuō)。
市場(chǎng)是新能源高效利用的“指揮棒”，這只“無(wú)形的手”能在更廣范圍聚集新能源電量消納的合力。西北電力調(diào)度控制中心在國(guó)調(diào)中心和北京電力交易中心的指導(dǎo)下，積極組織“中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨+應(yīng)急調(diào)度”交易，建立“調(diào)峰+備用+頂峰”的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制，為新能源電量更寬尺度、更大范圍消納提供了有利條件。
借助市場(chǎng)引導(dǎo)，國(guó)網(wǎng)西北分部配合西北地區(qū)各地政府推動(dòng)實(shí)現(xiàn)60%公網(wǎng)統(tǒng)調(diào)火電機(jī)組的靈活性改造。“靈活性改造不僅提升了機(jī)組性能，還讓我們?cè)谑袌?chǎng)中獲益?！贝筇茖氹u發(fā)電有限責(zé)任公司總工程師陳小強(qiáng)說(shuō)，“今年，我廠火電單機(jī)最大調(diào)峰深度達(dá)到20%，通過(guò)調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)已獲得補(bǔ)償1428萬(wàn)元?！?
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1～4月份，西北電網(wǎng)共組織輔助服務(wù)等各類電力市場(chǎng)交易2.9萬(wàn)筆，多消納新能源電量70億千瓦時(shí)，相比2022年同期增加11億千瓦時(shí)，電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制的作用日益突出。
