关键词:新能源;电力系统;源荷互动;问题及措施
1 “源网荷”互动运行模式
1.1源源互补
随着分布式电源的广泛并网,未来电网中的一次能源将呈现出多样性,其空间和时间将具有一定的互补性,同时随着大规模储能技术和设备发展与应用,未来配电网中能源将具有更强的相关性和动态广域互补性。通过主动配电网源源互补互动运行利用主网电能、储能设备、多类型分布式等能源的广域互补性,相关性效应来弥补单一分布式可再生能源的随机性、间歇性、波动性等缺点,可以提高配电网供电可靠性、提高可再生能源利用率、提高系统自我调节能力、减少电网备用容量。
1.2源网协调
随着FACTS技术和设备的应用,未来电网必将是柔性电网,且大型风电、光伏等可再生能源与分布式能源的大规模接入电网,未来源网协调主要表现在:一、将大规模接入的间歇性新能源与传统水电、火电甚至核电进行分工协作,进行联合打捆外送;二、对主动配电网内部丰富的分布式能源进行组合应用,提高配电网的灵活性,经济性,提高配电网的运行效率。源网协调技术将极大提高间歇性可再生能源可调度性、可控制性,提高电网对新能源的消纳能力,提高新能源的友好性。
2 源荷互动经济效益研究现状
现有的研究主要涉及互动模式下发用电资源的日前及实时调度或广义机组组合等问题。常用的目标包括系统综合运行成本最低、可再生能源最大化消纳以及网损最小等。由于调度过程中受控目标众多,因此源荷协调调度通常为分层模型,并根据不同层次决策变量的不同采用不用的算法求解。一些文献引入多智能体技术,建立需求响应多代理结构进行分布式分散决策,提高决策效率和区域内部资源的协调。源荷协调优化调度通常要建立在分析电源出力和负荷需求分布规律的基础上进行,在可再生能源消纳和系统整体运行成本之间做出平衡,才能达到源荷互动协调增效的目的。
实施DR能够为电力系统的各个环节带来可观的效益:对于政府和全社会而言,源荷互动可以促进可再生能源并网消纳,推动电能低碳化,提高环境效益;对于用户来说,参与需求响应能够减少用电成本,甚至获得额外的收益;对于常规发电厂,能够降低机组调节成本和废气排放;对于电网公司,能够降低可再生能源大规模接入对电力系统的不利影响。评估需求响应资源的综合价值有利于掌握需求响应项目的实施效果,以及各参与者的成本及收益。目前对于新能源申力系统DR效益的分析主要集中在DR对整个电力系统带来的经济效益评估,以及根据各参与方的成本与效益对收益进行合理分配等方面。研究表明源荷互动有利于提升外部效益,而外部效益内部化又有利于提升综合结果。各参与方的成本及收益也是源荷互动重要研究内容,只有通过构建了各参与方的成本效益模型,合理的分配通过合作获得的利润,才有利于提高各方参与可再生能源消纳的积极性,维护电力市场的公平与稳定。
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3 策略
3.1 配网源荷储互动的最大化消纳新能源策略
源荷储互动模式即电调综合考虑发电侧和需求侧资源,调控分布式电源、储能、负荷等不同类型的设备,通过用户主动参与、灵活互动和高度协调,优化资源配置,同时发挥分布式电源与主动负荷在电力实时平衡中的作用,丰富了平衡调度的方法。考虑到源荷储互动模式中发电侧及需求侧都有部分资源具有较大的波动性,其调控方案也有一定的风险性。
源荷储互动模式必须保障电网运行的安全、稳定、高效、经济等要求。对于不同的发电侧及需求侧资源状况及目标,需要建立多种相对应的最优调度模型。运用智能配网在源网荷方面灵活的互动性,实现配电网的高效运行源荷储互动模式整体消纳协调的分布自治、分解协调调度机制;在时间尺度上,建立源—网、储—网、网—荷之间的优化调度模型;并探索配网调度在目标、空间、时间上最优的调度机制,从而达到源网荷最大程度的高效运行。配电网运行指标评估体系以及配电网对运行状态的诊断在一定程度上给调度系统的优化方向提供了依据。指标评估体系以及配电网运行状态诊断进行了五个方面的量化评估,分别是:安全性、可靠性、经济性、优质性和智能性,从供电可靠率、设备状况、负载情况、转供能力以及满足用电需求和智能化水平等多个角度多个方面对配电网运行水平进行分析,同时还能指出在当前运行状态下存在的薄弱环节,优化调度可以根据薄弱环节的缺陷预警,来调动源网荷的互动模式,充分考虑提高供电质量、减少电网损耗、优化负荷分布、提升新能源利用效率以及等等,紧接着提高配电网运行水平。
3.2 加强源网荷友好互动系统建设的内部控制机制
(1)履行告知义务。在建设阶段,营销部门向用户释明源网荷互动体系建设的背景、目的等内容。完成网荷互动终端升级改造的用户,在参与事故应急处置及有序用电时,将改变原有拉限全部负荷或跳闸轮次开关的方式,仅对可中断负荷进行快速控制,力求降低电网事故处置及有序用电对用户生产生活的影响。与此同时,电网企业积极向政府主管部门汇报,争取将实施可中断负荷分类响应改造用户纳入需求响应补贴范围,根据需求响应协议约定,对参与负荷中断用户进行经济补偿。在获得用户认可后,双方签订供用电合同补充协议并将释明的内容作为合同附件签字确认。(2)加强施工质量管控及安全督查。严格按照作业指导书和施工图纸开展施工作业,加强现场安全管理,严格履行规定的工作手续,落实安全措施,确保工程建设符合质量要求,杜绝质量隐患。安全管理部门开展针对性的专项督查。(3)做好资料交接和培训。对于建设过程中形成的协议、图纸、验收资料等进行认真组织审查,及时归档。相关部门开展多层次、多专业的培训,全面提高实战水平。(4)明确投运后的职责分工。源网荷系统投运后,调度控制部门负责快速切负荷系统的专业管理,负责设备运行监视、策略制定和定值整定,加强与上级调度的联系,确保紧急协调控制系统的协调。营销部门负责营销负控主站系统专业管理和运维,做好用户负控终端的日常巡视和运维管控。运行检修部门负责站内相关设备运维。信息通信部门做好通信传输通道的运维和专业管理工作。(5)积极争取政府相关部门支持。营销部加强与政府相关部门沟通,出台相应的补偿办法,并与系统控制涉及到的可中断用户签订相应的补偿协议,为后续顺利实施精准负荷控制创造有利条件。
4 结语
可再生能源开发利用规模的增加及其在电源结构中占比的日益上升,使得电力系统的形态结构以及运行控制方式发生了根本性变化,逐步形成了新能源电力系统。如何安全高效地消纳间歇性可再生能源已成为新能源电力系统面临的重大现实问题,当前国内外研究成果主要集中在供给侧电源的优化设计、电网侧的优化调度策略以及需求侧的响应机制及规划管理等方面。涉及电力系统运行稳定性和经济性、源荷资源联合规划等方面的研究还处于初级阶段。因此,建立新能源电力系统能量平衡、经济性以及源荷联合规划模型,对国家推进供给侧结构性改革,制定阶段性节能减排目标,可再生能源电源建设标准以及电价补贴等相关政策提供理论依据具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]徐唐海,鲁宗相,乔颖,安军.源荷储多类型灵活性资源协调的高比例可再生能源电源规划[J].全球能源互联网,2019,2(01):27-34.
论文作者:朱子民
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签:互动论文; 电网论文; 可再生能源论文; 新能源论文; 负荷论文; 需求论文; 分布式论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;