中國儲能網(wǎng)訊：新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要組成和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。近年來，國家電網(wǎng)有限公司各單位圍繞源、網(wǎng)、荷、儲、體制機制等開展了一系列探索實踐，樹立了一批可復(fù)制、可推廣、可借鑒的示范標(biāo)桿。本報今起推出系列報道，選取部分新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿，展示其典型做法和成效。
11月15日，在國網(wǎng)江蘇省電力有限公司調(diào)度控制中心的“低壓分布式光伏可觀可測系統(tǒng)”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(yù)測曲線近乎吻合，大屏右上角顯示估算準(zhǔn)確率達(dá)97.97%。
新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，隨著新能源發(fā)電比重的持續(xù)提升，變幻難測的“風(fēng)光”給電力系統(tǒng)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(dá)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(wǎng)的影響日益顯著，增大了電網(wǎng)調(diào)峰難度。
從監(jiān)測上看，配網(wǎng)實時采集監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系無法采集到低壓分布式光伏用戶的出力數(shù)據(jù)，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(tǒng)的調(diào)度和預(yù)測出了一個難題。“如果越來越多的分布式光伏處于監(jiān)測‘盲點’，必然影響負(fù)荷預(yù)測和潮流調(diào)配，調(diào)度人員也無法精準(zhǔn)制訂和實施消納調(diào)峰措施。這就要求對低壓分布式光伏實現(xiàn)可觀可測?！眹W(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心水電新能源處負(fù)責(zé)人霍雪松介紹。
難題破解就從這里開始。2021年11月，國網(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心聯(lián)合江蘇電力科學(xué)研究院組建了一支多學(xué)科交叉融合的研究團隊，研究利用數(shù)字化技術(shù)，在不增加單點采集設(shè)備和投資的前提下，探索實現(xiàn)低壓分布式光伏在調(diào)度側(cè)觀測的路徑方法。
“我們已經(jīng)掌握集中式光伏的采集數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)估算低壓分布式光伏出力數(shù)據(jù)呢？”研究團隊順著這一思路，利用光伏出力的強空間相關(guān)性，將全省光伏劃分為206個光伏集群，并在集群內(nèi)選取407座集中式光伏廠站作為基準(zhǔn)站，構(gòu)建網(wǎng)格體系，并基于各集群內(nèi)低壓分布式光伏和基準(zhǔn)站的歷史出力數(shù)據(jù)，建立光伏集群出力估算模型。團隊將實時采集的基準(zhǔn)站出力數(shù)據(jù)輸入模型內(nèi)，便可計算得到低壓分布式光伏出力實時估算值。
“建立基礎(chǔ)模型遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，訓(xùn)練模型是一個長期的過程。我們對模型‘投喂’了2.4億條數(shù)據(jù)，進(jìn)行清洗、去重、過濾、加工，使模型能夠捕捉到數(shù)據(jù)中的統(tǒng)計規(guī)律?！毖芯繄F隊牽頭人、江蘇電科院首席技術(shù)總監(jiān)卜強生介紹。
經(jīng)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(xiàn)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(jù)低壓分布式光伏發(fā)電效率變化等情況，進(jìn)一步優(yōu)化預(yù)估算模型，終于在2022年5月成功將估算準(zhǔn)確率提高至97%，至今一直保持穩(wěn)定運行。
這一次，調(diào)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(fù)荷曲線。霍雪松打了個比方：“低壓分布式光伏可觀可測系統(tǒng)就像是為夜間行駛的車輛打開了遠(yuǎn)光燈，幫助調(diào)度人員‘睜開眼’‘伸出手’?！?
每天，值調(diào)度人員登錄低壓分布式光伏可觀可測系統(tǒng)，查看江蘇省各地低壓分布式光伏的出力情況，再結(jié)合觀測數(shù)據(jù)，及時優(yōu)化日內(nèi)計劃，合理安排包括低壓分布式光伏在內(nèi)的各類資源公平調(diào)用，調(diào)度精益化管理水平進(jìn)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(dá)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(tǒng)建設(shè)過程中，低壓分布式光伏可觀可測系統(tǒng)的應(yīng)用給電網(wǎng)安全運行增加了更多確定性。
“今年8月5日，江蘇全網(wǎng)最高用電負(fù)荷達(dá)1.47億千瓦，創(chuàng)歷史新高。低壓分布式光伏可觀可測系統(tǒng)顯示，對應(yīng)時刻低壓分布式光伏實時出力僅1607萬千瓦，低于預(yù)測出力。我們及時啟動調(diào)峰機組并調(diào)用儲能放電，提升電網(wǎng)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(tǒng)投運以來，江蘇電網(wǎng)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(tǒng)已在江蘇省省級調(diào)控云上穩(wěn)定運行，實現(xiàn)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(yù)測，實時觀測準(zhǔn)確率超過97%，未來10天預(yù)測準(zhǔn)確率超過94%。江蘇省調(diào)及各地調(diào)通過訪問該系統(tǒng)，能夠獲取準(zhǔn)確的低壓分布式光伏實時出力數(shù)據(jù)及真實負(fù)荷數(shù)據(jù)。
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(guān)注天氣變化，及時優(yōu)化估算系統(tǒng)算法，為電網(wǎng)實時運行狀態(tài)調(diào)整提供可靠依據(jù)?！辈窂娚f。
