中國儲能網訊：新型電力系統是新型能源體系的重要組成和實現“雙碳”目標的關鍵載體。近年來，國家電網有限公司各單位圍繞源、網、荷、儲、體制機制等開展了一系列探索實踐，樹立了一批可復制、可推廣、可借鑒的示范標桿。本報今起推出系列報道，選取部分新型電力系統示范標桿，展示其典型做法和成效。
11月15日，在國網江蘇省電力有限公司調度控制中心的“低壓分布式光伏可觀可測系統”大屏上，全省實時觀測低壓分布式光伏出力曲線又一次閃爍刷新，與全省預測曲線近乎吻合，大屏右上角顯示估算準確率達97.97%。
新型電力系統建設中，隨著新能源發(fā)電比重的持續(xù)提升，變幻難測的“風光”給電力系統安全穩(wěn)定運行帶來更多不確定性，其中以分布式光伏帶來的挑戰(zhàn)最為突出。
近年來，江蘇省低壓分布式光伏保持快速發(fā)展。僅在2021年，江蘇低壓分布式光伏發(fā)電裝機月均增長超13萬千瓦，總裝機容量達695萬千瓦，占全省光伏發(fā)電裝機總量的35.7%。
從規(guī)模上看，低壓分布式光伏單個項目體量小、分布散、出力亂，而隨著總裝機容量增長，其發(fā)電出力波動對電網的影響日益顯著，增大了電網調峰難度。
從監(jiān)測上看，配網實時采集監(jiān)測網絡體系無法采集到低壓分布式光伏用戶的出力數據，海量的低壓分布式光伏實時運行狀態(tài)仍處于監(jiān)測“盲點”。
規(guī)?？偭看螅O(jiān)測量不充分，這給電力系統的調度和預測出了一個難題?！叭绻絹碓蕉嗟姆植际焦夥幱诒O(jiān)測‘盲點’，必然影響負荷預測和潮流調配，調度人員也無法精準制訂和實施消納調峰措施。這就要求對低壓分布式光伏實現可觀可測?！眹W江蘇電力調度控制中心水電新能源處負責人霍雪松介紹。
難題破解就從這里開始。2021年11月，國網江蘇電力調度控制中心聯合江蘇電力科學研究院組建了一支多學科交叉融合的研究團隊，研究利用數字化技術，在不增加單點采集設備和投資的前提下，探索實現低壓分布式光伏在調度側觀測的路徑方法。
“我們已經掌握集中式光伏的采集數據，既然同一區(qū)域太陽輻照度是一樣的，那是否可以利用集中式光伏采集數據估算低壓分布式光伏出力數據呢？”研究團隊順著這一思路，利用光伏出力的強空間相關性，將全省光伏劃分為206個光伏集群，并在集群內選取407座集中式光伏廠站作為基準站，構建網格體系，并基于各集群內低壓分布式光伏和基準站的歷史出力數據，建立光伏集群出力估算模型。團隊將實時采集的基準站出力數據輸入模型內，便可計算得到低壓分布式光伏出力實時估算值。
“建立基礎模型遠遠不夠，訓練模型是一個長期的過程。我們對模型‘投喂’了2.4億條數據，進行清洗、去重、過濾、加工，使模型能夠捕捉到數據中的統計規(guī)律?！毖芯繄F隊牽頭人、江蘇電科院首席技術總監(jiān)卜強生介紹。
經過百余次的迭代修改與試驗論證，2022年1月，研究團隊首次估算出了低壓分布式光伏實時出力曲線，實現了低壓分布式光伏出力“分鐘級”實時觀測。此后，研究團隊依據低壓分布式光伏發(fā)電效率變化等情況，進一步優(yōu)化預估算模型，終于在2022年5月成功將估算準確率提高至97%，至今一直保持穩(wěn)定運行。
這一次，調度人員終于在大屏上看到了包含低壓分布式光伏的真實負荷曲線?；粞┧纱蛄藗€比方：“低壓分布式光伏可觀可測系統就像是為夜間行駛的車輛打開了遠光燈，幫助調度人員‘睜開眼’‘伸出手’?！?
每天，值調度人員登錄低壓分布式光伏可觀可測系統，查看江蘇省各地低壓分布式光伏的出力情況，再結合觀測數據，及時優(yōu)化日內計劃，合理安排包括低壓分布式光伏在內的各類資源公平調用，調度精益化管理水平進一步提升。
截至今年10月底，江蘇省新能源發(fā)電裝機容量達8252萬千瓦，新能源成為全省第一大電源。今年前10個月，江蘇低壓分布式光伏凈增發(fā)電裝機超1200萬千瓦，月均增速為全國第一。
在新型電力系統建設過程中，低壓分布式光伏可觀可測系統的應用給電網安全運行增加了更多確定性。
“今年8月5日，江蘇全網最高用電負荷達1.47億千瓦，創(chuàng)歷史新高。低壓分布式光伏可觀可測系統顯示，對應時刻低壓分布式光伏實時出力僅1607萬千瓦，低于預測出力。我們及時啟動調峰機組并調用儲能放電，提升電網保供能力?！被粞┧山榻B。
自2022年低壓分布式光伏可觀可測系統投運以來，江蘇電網新能源消納率每年提升約1個百分點，累計新增新能源消納電量8.7億千瓦時，累計等效減排二氧化碳約52.2萬噸。
目前，低壓分布式光伏可觀可測系統已在江蘇省省級調控云上穩(wěn)定運行，實現了對江蘇95個區(qū)縣低壓分布式光伏出力的分鐘級實時觀測和未來10天出力預測，實時觀測準確率超過97%，未來10天預測準確率超過94%。江蘇省調及各地調通過訪問該系統，能夠獲取準確的低壓分布式光伏實時出力數據及真實負荷數據。
天氣漸冷，卜強生和團隊成員更加忙碌了。“冬季的光伏發(fā)電量受到太陽高度角、日照時間、低溫、積雪等多方面因素的影響，我們時刻關注天氣變化，及時優(yōu)化估算系統算法，為電網實時運行狀態(tài)調整提供可靠依據?！辈窂娚f。
