新能源调度管理平台建设初探

新能源调度管理平台建设初探

赵英芝

（国电电力内蒙古新能源开发有限公司内蒙古自治区010010）

摘要：随着新能源爆发式的增长，大规模、大批量的风电场和光伏电站接入电网，对电网的安全运行构成了一定影响。由于新能源发展之初缺乏详尽科学的建设规划，新能源场站配套送出通道建设不足，网架结构没有实时完善，制约了电网消纳风电的能力。同时，随着新能源发电技术的发展，需要电网建设与之配套的调控管理平台，解决目前新能源发展需要与电网安全运行要求之间的矛盾，做好“三公”调度管理工作。

关键词：新能源发电；调度；建设；功能

引言：

随着新能源爆发式的增长，大规模、大批量的风电场和光伏电站接入电网，对电网的安全运行构成了一定影响。由于新能源发展之初缺乏详尽科学的建设规划，新能源场站配套送出通道建设不足，网架结构没有实时完善，制约了电网消纳风电的能力。同时，随着新能源发电技术的发展，需要电网建设与之配套的调控管理平台，解决目前新能源发展需要与电网安全运行要求之间的矛盾，做好“三公”调度管理工作。为此，大理电网开展了新能源调度管理平台示范建设和应用的研究，并搭建了大理新能源调度管理平台。

1新能源特点及其调度问题

风电、太阳能等新能源具有较强间歇性与随机性，且风能还具有反调节的特性，所以并网后调度控制难度较大，这就给调度管理带来了新挑战。风能稳定性较差，具有波动性与不可准确预算性，属于不可控能源，风向和风速决定着风力发电的大小、状态、稳定性、可靠性，想要保障供电不间断，就需要相应配备储能装置。另外，风能分布分散，易受气候条件影响，具有一定季节性，1min内波动范围最大达到2%，1h内最大波动范围达到30%，1d内波动范围最大可达到100%，秒级波动达20万kW，分级达到300万kW，小时级达1000万kW。另一方面，由于我国传统电网建设中没有考虑新能源的并网，所以风电与电网没有协调发展，导致网架结构薄弱，送出受限。另外，由于我国新能源利用仍处于起步阶段，缺乏管理技术和管理标准，风电机组各方面性能不能满足电网运行要求，易影响整个电网稳定性，甚至给电网安全运行带来隐患，且电功率调节能力差，所以风电调度难度大，缺乏有效调度手段。从目前我国风电调度现状来看，调度技术和调度管理工作刚刚起步，基础管理薄弱，预测能力低下，精度不高，基础数据不完整，超短期负荷预测功能不完善，制约着新能源调度管理水平提高。因此，想要更好的利用新能源，改善能源结构，实现节能环保，就要强化新能源调度管理，全力促进系能源消纳。

2调度管理平台建设概况

基于上述分析，大理电网需要建设一套新能源发电参数完整、运行数据全面和自动控制水平较高的新能源调度系统。大理新能源调度管理平台的建设采用“研究＋工程＋应用”的技术路线，按以下六步开展实施。

（１）调度平台功能研究。首先对新能源调度面临的困难和问题进行了全面分析；然后对新能源信息采集与接入、监视控制、综合统计分析、风电运行调度评价、常规发电能源与风电场协调控制等重要环节进行深入研究；最后确定新能源调度管理平台的建设内容。

（２）新能源调度系统的搭建。新能源调度系统设置在大理调度中心运行大厅，采用南瑞Ｄ５０００调度系统。调度系统配置了新能源机组运行监视模块、有功功率控制模块、功率预测模块和调度评价功能模块等，既可以实现单新能源场站的运行监视和有功控制，又能实现不同区域内风、光、水的集群有功等高级控制。

（３）各新能源场站信息接入。各新能源场站的实时数据通过２Ｍ电力专线通道经纵向加密认证装置接入新能源调度系统的安全Ｉ区；非实时数据遵循ＦＴＰ通讯协议，通过另一路２Ｍ电力专线方式接入地调安全Ⅱ区；以“先试点后全面接入”的方式，按照《新能源场站信息接入规范》要求完成了２１个风电场、光伏电站的运行数据和信息的接入。

（４）主站系统功能调试。在新能源场站接入新能源调度系统以后，对主站的控制功能、分配策略及性能指标进行了验证，以确保大理新能源调度主站能够按照预先设计的功能和分配策略执行，能够有效和合理地控制各新能源场站，使调度系统可以根据不同需求和不同策略实现有功功率自动调节。

（５）系统联调及功能验证。为保证大理新能源调度平台尽快投入使用，确保各子站ＡＧＣ系统能正确接收新能源调度平台指令，实现有功功率自动调节，大理调度控制中心编制了《大理新能源电场（站）ＡＧＣ系统场站侧调试技术指南试行》，并组织各新能源场站开展（子站）ＡＧＣ调试、子站ＡＧＣ系统接入调度主站的联调测试工作。

（６）试运行。选取大理海东区域、剑洱断面的８个风、光新能源场站，进行风光新能源发电特性研究和新能源监视、有功控制、功率预测、评价功能的应用。

3调度管理平台实现功能

3.1新能源场站运行监测

新能源运行监测包含实时监视和运行分析两部分。实时监视即采用动态数据、饼图柱图和可视化全景展示等手段，从单机、厂站，到区域（厂群）以及全网，实现层次化结构的运行状态在线监视。运行分析功能即对新能源风光资源情况、出力特性、电量特性、调峰特性等关键指标进行统计分析，并提供人机交互查询展示界面，利用报表、曲线、风廓线图、云况图、风速风向玫瑰图等进行展示。

3.2新能源功率预测

新能源预测系统以天气预报、输入场站（风电场、光伏电站）观测资料和基础地理信息资料为基础，通过统计预测模型实现场站功率、风电场测风塔信息、光伏电站气象站信息、气象信息（风速风向、辐照度、温湿压）等一系列数据的分析、处理和输出预测数据的自动化，达到对风力发电和光伏发电进行智能分析预测的目的。其采用数值天气预报精细化使用技术，结合数值天气预报、预测模型、实时气象观测数据和新能源电站运行数据，通过典型风光电站距离加权算法得到区域预测功率，实现全网、区域、新能源电站多层级短期、超短期多尺度的风光发电功率预测。

3.3新能源有功自动控制

以功率预测、理论出力和ＡＧＣ控制策略为基础，以安全性、可靠性和经济性为原则，结合新能源场站的发电特性和调度的控制要求，设计了区域、场群、站群等多种控制模型，制定了八种不同的分配策略：装机容量比例、理论功率比例、人工比例、人工优先级、负荷率优先、电量完成率优先、利用小时数优先、计划值偏差优先。调度人员可以根据不同的需要选择合适的控制策略，实现单场站、多场站和区域集群的有功功率控制和风、光、水多种能源协调控制。

3.4新能源调度评价功能

新能源调度评价是综合了调度管理与新能源调度的相关数据，对“场站预测－主站预测－计划－控制”整个新能源调度流程进行总体评价，并给出量化指标，包含风光资源评价、功率预测评价、日前计划评价、实时运行评价和限电评价五个方面。

结束语：

能源危机已成为制约我国经济发展的主要因素，进行新能源开发与利用具有重要意义。其中风能、太阳能是最理想的无污染绿色能源。但新能源具有一定波动性和间歇性，易影响整个电网的安全运行。因此，想要合理开发利用新能源，就要提高调度管理水平。但传统调度管理手段往往难以取得预期效果，而智能化、自动化调度则能够大大提高调度管理水平，保障供电稳定性，推广和应用自动化调度势在必行。

参考文献：

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[2]刘畅,李泰军,陈前.湖北新能源与电网协调发展的规划研究[J].长江技术经济.2018(02)

[3]徐华.开发绿色新能源建设节能新城市[J].山西青年.2017(14)

[4]刘威.新能源大规模并网下的消纳策略分析[J].低碳世界.2017(34)