【視點(diǎn)】以智慧新能源理念破解“棄風(fēng)棄光”

近十年來，隨著新能源裝機(jī)的快速增長及電網(wǎng)建設(shè)的不斷加強(qiáng)，新能源上網(wǎng)電量逐年增加，為我國節(jié)能減排做出了突出貢獻(xiàn)。新能源并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)取得了明顯進(jìn)步，安全運(yùn)行水平大幅提高，為風(fēng)電成為非水的第二主力電源提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。但是，由于電網(wǎng)調(diào)峰能力不滿足新能源持續(xù)迅猛發(fā)展的需要，消納空間嚴(yán)重受限，棄風(fēng)棄光率逐年上升，新能源發(fā)展似乎已進(jìn)入瓶頸期。

去年11月7日國家能源局發(fā)布了《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃強(qiáng)調(diào)到2020年我國非化石能源消費(fèi)占一次能源比重達(dá)到15%，風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2.1億千瓦，太陽能發(fā)電1.1億千瓦，新能源開發(fā)按照集中與分散并舉、就近消納為主的原則，同時(shí)依托電力輸送大通道，“三北”地區(qū)可再生能源跨區(qū)消納4000萬千瓦。今年1月5日《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》正式發(fā)布，“十三五”期間要集中力量在可再生能源開發(fā)利用特別是新能源并網(wǎng)技術(shù)和儲(chǔ)能、微電網(wǎng)技術(shù)上取得突破，全面建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”，提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力，增加新能源消納能力。

根據(jù)《規(guī)劃》的意見，需要破除新能源發(fā)展瓶頸、開拓更廣的發(fā)展空間，因而智慧新能源的理念應(yīng)運(yùn)而生——利用電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)的進(jìn)步、交直流混聯(lián)大電網(wǎng)優(yōu)勢、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的挖掘，智慧新能源應(yīng)具備獲得全景信息、智能控制及運(yùn)維、自主交易及決策、多維開放的數(shù)據(jù)分析、評估及預(yù)測的能力，建設(shè)“全景、廣域、開放”式的智慧新能源，應(yīng)成為下一步新能源發(fā)展的技術(shù)路線。

一、“全景”式運(yùn)行的新能源理念

“全景”式運(yùn)行新能源應(yīng)包含全范圍的消納市場、集群控制、功率預(yù)測和安全運(yùn)行。

1.全范圍新能源消納市場雖然部分新能源大省的裝機(jī)比例已經(jīng)達(dá)到30%甚至突破50%，年上網(wǎng)電量比例也已經(jīng)超過10%，但全國電網(wǎng)非水新能源電量比例也只有不到4%，更大范圍的市場消納存在增加空間。通過近十年的電網(wǎng)建設(shè)，目前我國電網(wǎng)已經(jīng)成為世界上運(yùn)行電壓等級最高、控制最復(fù)雜、輸送潮流最大的電網(wǎng)，新能源輸送消納市場已經(jīng)明顯擴(kuò)大。為了進(jìn)一步增加接納能力，需要結(jié)合已經(jīng)建成及正在規(guī)劃建設(shè)中的特高壓交直流通道，充分發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的能力，挖掘交流電網(wǎng)強(qiáng)大的安全支撐能力及直流的潮流調(diào)整能力。擴(kuò)大電網(wǎng)柔性化建設(shè)改造范圍，利用柔性交流、柔性直流等技術(shù)手段，提高電網(wǎng)運(yùn)行靈活性、減少電網(wǎng)安全約束，開展全國范圍內(nèi)風(fēng)、光、水電的聯(lián)合互濟(jì)，壓縮火電開機(jī)，進(jìn)一步增加新能源的跨區(qū)輸送。

2.全過程新能源集群運(yùn)行控制已經(jīng)基本普及的AGC、AVC在新能源并網(wǎng)中發(fā)揮了重要作用，需要實(shí)現(xiàn)全覆蓋。在各省、風(fēng)區(qū)及風(fēng)光場實(shí)施分級集群控制，在處于電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)的風(fēng)光場建設(shè)電池、飛輪、蓄熱等形式的儲(chǔ)能系統(tǒng)，運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)、熱電冷三聯(lián)供技術(shù)、能量路由器技術(shù)推廣分布式電源，同時(shí)將相關(guān)場群關(guān)聯(lián)成為“虛擬電場”，在電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度下實(shí)現(xiàn)有功功率的全范圍優(yōu)化協(xié)調(diào)控制及無功功率的分區(qū)平衡。

3.全景式新能源功率預(yù)測根據(jù)我國氣候特點(diǎn)，實(shí)施“全景”式集合功率預(yù)測。建立“三北”地區(qū)的風(fēng)電及光伏功率預(yù)測中心、東部的海上風(fēng)電功率預(yù)測中心、中南部的水電預(yù)測中心，根據(jù)各地區(qū)預(yù)測開展全范圍能源互濟(jì)。

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