基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究

基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究

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摘要：能源互联网是互联网和能源生产、传输、存储、消费及能源市场深度融合的能源发展新业态，强化网络互联互通和先进信息、通信、控制技术应用，致力于构建具有清洁低碳、安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放等特征的智慧能源系统。用户处于能源消费端，可调节负荷互动是能源互联网在需求侧的重要应用场景，也是能源互联网建设的重要目标；为推动国家电网公司“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标在需求侧落地实施，总结了可调节负荷的内涵、技术应用场景和未来发展方向，有利于推动能源互联互通与共享互济，支撑国家能源技术革命、消费革命战略实施。本文基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究展开论述。

关键词：源网荷储；综合调峰；资源协同方案研究

引言

能源是我国经济发展的重要推动力。为了保障能源的供应，国家能源部门出台了多项措施大力发展我国的能源产业，其中新型能源成为其中一抹亮色。很多能源项目的落成，极大增加了我国电能的供给量。但是，由于用户端无法及时消纳，导致很多发电项目不能满负荷运行甚至被迫停止运行。但是，在用户有很高需求时，却无法及时供给电能。面对此种现状，储能技术应用而生，利用储能装置作为发电方与用电方的平衡器，使整个电网可实现平稳运行。

1电力系统调峰的重要意义

电力系统调峰对于电网的正常平稳运行具有十分重要意义。过剩的电能会极大增加电网的运行符合，对电网内的各用电设备造成冲击。电能不足的情况下，会极大影响用户的电能使用，最后造成很大的经济损失。随着国家对风能、光伏发电等新型电能产生装置进行大力支持，很多地区都开展了大规模的风力发电项目，这些新型电能并入电网之后，如果用户端无法及时消耗，会增加整个电网的负担，势必影响整个电网的正常运行。。在例如，在高温天气中，很多地区不得不使用空调这种大功率用电器，会造成很多地区电能供应紧张的局面。如果能从第三方引入电能，则会很大程度上缓解居民的用电需求，保障正常的电力供应。电力调峰的意义在于为整个电网的安全运行提供一个可靠的“海绵”，在电力供应过剩的情况下，用“海绵”吸收多余的电能，待电能匮乏的情况下，将“海绵”中存储的电能挤压出来，对电能系统进行补充。

2电源调峰调频能力分析

着我国经济的发展和经济结构的调整，第一产业对于电力的需求逐渐减少，第二产业和第三产业需求量日益增加，这也就造成了电网的峰谷差日益增加。尤其对于0耗电量大的省市，其电力需求的峰谷值更加巨大。另外，随着新能源的不断开发和利用，风能发电和太阳能发电正在快速发展，对于电力行业的调峰提出严峻的考验和要求。小电厂的接连关停，整个电网的调峰矛盾越来越突出，且较之前缺乏足够的调峰电源。因此，目前大型电厂均面临着深度调峰的需求，电厂纷纷开始建设分布式能源用于电网调峰需求，即便在电厂附近建设分布式能源，其平衡问题也需要调峰调频电源。(1)核电，处于安全因素考虑，核电发电一般不进行调峰，主要作用提供基础负荷。(2)水电，水电对于季节的要求和依赖程度较高，一般丰水期，发电效率较高；但枯水期的发电量只有丰水期的20%左右，另外，水电发电的要求高，经济性不好。此方法进行发电和电网的输送受到线路的限制，主要用于基础负荷应用。(3)火电，由于我国的能源结构是多煤少油，使得火电发电在成本上具有较大的优势，火电是目前最主要的电力资源的提供形式，由于火电发电技术在我国发展最为成熟，其调峰调频能力也最好，能够参与进行深度调峰。(4)风电，风电发电在我国发电中占比不大，且风力发电本身具有极大的不确定性，其出力变化大，主要应用于基础负荷应用。(5)蓄水发电，抽水蓄能电站是一种较为理想的调峰电源，尽管其技术相对成熟，但是由于建设周期长、建设地地理要求高等特点，难以进行大规模的利用和实施。

3有序用电的错峰轮休安排

有序用电是指在电力供应不足、突发事件等情况下，通过行政措施、经济手段、技术方法等依法控制部分用电需求，维护供用电秩序平稳的管理工作。根据负荷特性，有序用电管理将电网负荷的高峰时段分为日峰和晚峰，其中日峰包括上午峰和下午峰。日峰中，上午峰的时段为9:00—11:30，下午峰的时段为14:00—17:00。晚峰的时段为18:30—21:00。轮休错峰用户需要在9:00—21:00期间执行错峰用电。在有序用电管理中，原则上将未纳入移峰填谷、避峰的工业、商业等电力用户纳入电力用户错峰轮休序位表，且该表中需明确电力用户组别、电力用户分类、序位、电力用户名称、所属线路、所属地区、最大负荷、可错负荷、保安负荷、响应阈值以及错峰责任人等内容。有序用电的用户轮休分配以电力用户组别为基准，原则上按照有序用电安排轮休错峰一个周期所含天数进行分组。一般设置为最大可错负荷均等的7个分组，组别可分别设置成“星期一”至“星期天”。当发生地区电源性缺电或区域网络受限缺电时，应先计算一个分组能否满足负荷缺口。若满足，则依据限电时长形成“开六停一”的错峰轮休安排；若不满足，则需组合计算满足负荷缺口的两个或以上分组，并由此形成“开五停二”或以上的错峰轮休安排。

4配置建议

（1）发电侧：优化深度调峰机制：通过常规煤电机组灵活性改造，到2025年最大调峰能力1300万千瓦，其中深调容量约577万千瓦，占最大调峰能力的44%。通过供热机组“热电解耦”改造，到2025年供热机组基础最大调峰能力约180万千瓦，考虑供热机组深调能力后，最大调峰能力达到465万千瓦。缩短常规煤电机组的开停机周期也可以改善新能源的调峰弃电。深化自备调度机制：按照西北电力电控中心相关数据进行测算，考虑A区自备电厂企业下网能力等因素，预计电网自备电厂可释放调峰能力约40万千瓦，占自备电厂容量的30%左右。（2）电网侧：电网侧跨区直流运行方式对系统调峰特性较大影响，按照送端负荷特性参与调峰，可显著提高系统调峰能力。通过多种运行方式分析，2025年通过提高部分月份净负荷曲线低谷交直流联网线路输送功率，可提高系统调峰能力超过200万千瓦左右。（3）需求侧：从宏观层面来看，主要是通过电能替代增加负荷体量，拓展基础消纳能力，预计到2025年将代替超过100亿度；从微观层面看，主要是通过需求侧资源响应挖掘已有负荷资源潜力，利用市场交易和电价机制提高需求侧资源潜力的发挥，通过峰谷分时电价时段和电价调整可优化系统净负荷曲线，峰段功率下降14%，谷段功率上升11%，移峰填谷作用明显。（4）储能侧：考虑2025年左右新建抽水蓄能投产，以及远期2030-2035年水电投产后可利用其良好的调节特性大幅增加系统调节能力，可以弥补风光发电的不确定性，风光水协调运行能够提高系统可靠性，从而提高新能源发电的可信容量。建议2025年前配置储能容量80万千瓦，采用电网侧共享储能模式，结合电网深调需求，优先调度储能电站，充分发挥储能的灵活性，降低燃煤机组的煤耗和维修成本。

结束语

《能源发展“十三五”规划》提出，要积极开展储能示范工程建设，推动储能系统与新能源、电力系统协调优化运行。当前，储能已成为实现智能电网发展目标的关键因素。随着社会经济的日益发展，电网峰谷负荷差日益增大。因此，研究并发挥储能在有序用电管理中的调峰作用具有重大意义。

参考文献

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