大基地新能源集中运营管控的优势分析

大基地新能源集中运营管控的优势分析

刘建鑫

中电（沈阳）能源投资有限公司 辽宁省 朝阳市 122000

摘要：我国近年来在新能源建设方面加快步伐，风电和光伏并网容量逐年递增。在大力建设新能源基地，改变我国能源结构的同时，需要结合我国目前的新能源资源和负荷中心呈逆向分布这一实际情况，因此，如何提高新能源消纳能力成为新能源产业亟待解决的问题之一。随着风电、光伏平价上网及竞价上网的来临，中国新能源产业发展逐步由国家补贴引导转向市场化竞争，为降低新能源发电的运营成本，提高发电收益，建设大规模、超大规模风电、光伏基地，利用物联网、人工智能等新技术，实现新能源场站减员增效、精细化管理，解决新能源电站位置偏远、管理分散、设备众多是发电企业新的管理趋势。对新能源电站的生产运营进行集中管控，成为新能源发展的必然需求。

关键词：新能源；集中运营；管控  

随着“双碳”政策的推进，构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统已成为中国电力系统发展的必然趋势。特大型新能源基地由海量风电、光伏发电单元及其汇集、输送网络组成，与常规电源基地的结构及特性相比呈现显著区别。以新能源为主体的电源结构与气象、资源强耦合而强波动；可再生能源多电压层级汇集网络与本地电网深度融合而影响供电或导致风光利用率问题；本地消纳和外送输出并举，使高比例可再生能源电源的特性与源端电网的本地负荷供给及跨区联络输电功能深度耦合。这些特性给特大型新能源基地的规划和运行带来了巨大的技术挑战。

一、特大型新能源基地面临挑战

经典的电力系统规划以负荷预测作为初始条件，分析煤、水等资源，依据资源条件提出电源规划方案并优化，电源规划的最大容量与负荷最大容量相比，具有一定的裕度，电网以保障电源有效送出为目的，其规划同样具有较高的裕度。然而对强不确定性的特大型新能源基地规划，具体表现在以下方面。

1、源、网技术协调预判不足，直接影响系统接入和输送新能源的能力。随着电力系统新能源装机增长要求和新能源技术发展，新能源基地建设往往长达十几年、几十年，过程通常伴随着新能源场站并网特性差异、汇集网络和输电网络差异，系统的电压、振荡、频率等稳定问题呈现出多样、多变的复杂性。若不能在规划阶段提前考虑源网协调问题，很难避免已投运的新能源因送出稳定问题导致送出受阻而限制出力，同时也可能出现新能源开发滞后带来输电资产利用效率低下的问题。因此，针对新能源基地的源网协调规划投产时序协同问题，需针对不同基地技术特点，考虑源网协调特性开展针对性优化规划，满足新能源送出和电网稳定要求。

2、缺少新能源基地灵活性资源专项规划，规划方案难以满足运行阶段实际调节需求。传统规划以典型场景为主，但新能源基地出力场景与资源气象因素紧密耦合，难以通过有限场景覆盖，运行阶段通常会出现超出传统规划假设的约束方式边界，导致新能源无法送出，降低了新能源利用率。因此针对特大型新能源送端系统，应在规划阶段充分考虑灵活性资源的优化配置，通过全年8760 h精细化生产模拟校验灵活性规划方案是否能覆盖海量运行场景。

3、缺少针对电网强度提升的专项规划，电力电子化新特征带来的安全稳定约束未能在规划阶段充分考虑。常规同步发电机组因其同步特性、自然惯量和强励能力，是交流电网安全稳定的“基石”，能有力提升和支撑近区电网强度，且其安全稳定控制技术成熟，在传统规划中已经积累了大量成熟经验，因此，系统规划时较少考虑系统同步安全稳定特性和电网强度问题。然而面对特大型新能源基地，除了可能有少量抽蓄是同步机组，系统中新能源、柔性交直流装备、新型储能等多样化电力电子设备及复杂控制设备接入，系统中宽频振荡风险明显提高，低短路比、系统低惯量常数等弱强度电网问题，都对后期新能源基地的稳定运行和新能源利用率产生制约，传统规划缺乏考虑电网强度提升的规划工作。

二、新能源电站的集中管控

1、机构设置。新能源电站的集控管理需要建立符合实际需要的组织机构作为基础，重点要结合发电企业的战略规划和生产经营需要，对企业原有的组织机构进行整合、重组和优化。由于新能源发电项目具有地域广、项目多、技术人员少等特点，在优化各级新能源运管组织机构时，应当注意以下原则：精简高效的原则、权责一致的原则、统一指挥的原则、分工协作的原则。主要包括：集控中心、新能源电站中各个部门、人员的职责设计、运管体系中管理幅度与管理层次的设计、集控中心与新能源电站的信息传递方式和运行机制设计等。

2、流程管理。在梳理过程中，要把企业制度、生产目标、人力资源、工作计划等串联起来，形成闭环式整体管理。一要根据工作任务进行制度体系建设。完整的流程化管理应根据日常工作将管理制度、工作标准与业务流程进行有机结合。二应将日常工作合理衔接。通过分析相关工作业务的流程、特点，形成集控中心的生产主线，确定核心业务流程，将各项工作围绕主线进行计划、执行、反馈、改进。三要充分利用先进的信息管理工具。要充分利用互联网+、大数据处理等技术提高流程化管理的效率。

3、管理权限。在对新能源电站进行流程化管理的基础上，需要进行分级管理的过程设计，以达到分层限权、协同工作的目的。分级管理就是从新能源发电企业到运行的新能源站，纵向划分为若干个管理层面。一般可为，一级为新能源发电企业，二级为集控中心，三级为各新能源电站。比如设备管理是三个层级的共同管理对象，电站负责设备现场巡查、设备缺陷录入等；集控中心负责设备寿命期的分析评价、检修计划的制定；发电企业负责检修质量检验标准的标准化、设备的优化配置、技术平台支持等。自上而下形成业务流程的下达，自下向上则形成信息的反馈。通过按照不同的层级划分权限，进行分级管理，可以优化管理力量，将生产管理工作职能化、专业化；可以纵向协同流程化，在标准化的基础上形成业务流，提高工作效率；可以利用好信息平台，上层为下层提供技术、制度的支持平台，下层为上层提供基本信息，最大限度发挥信息共享的作用。

4、管理界面。在组织机构、工作流程、管理权限完善和界定后，要严格划分新能源电站、集控中心之间的管理界面。由于集控中心与电站相距较远，必须严格执行管理界面，才能有效地实现生产全过程控制。以电站现场倒闸操作为例：操作指令可以由集控中心直接下达到电站。在操作票填写及操作执行过程中，集控中心人员负责审核操作票中操作步骤的正确性，在正式操作中负责监督操作的顺序，并负责设备数据的远程监视。倒闸操作完成，集控中心负责操作票的登记和统计。通过严格执行管理界面，才能在集控中心实现所有电站生产的全过程控制，使所有生产活动实现可控、在控状态，提高集控中心管理人员的控制力，保证电站的安全生产。

对新能源电站的生产运营进行高效的集中管控，要从推进基础工作和优化管控模式着手，根据新能源基地出力波动，优化稳控装置自适应策略，实现输送极限自适应。在新能源出力较大时自适应提升断面稳控限额，应对新能源送出系统输电能力不足的挑战，才能提高新能源电站的管理水平，实现新能源发电产业的动态管理，降本增效。随着智能运维技术水平的不断提高和管理理念的不断创新，未来新能源电站的集中管控模式也会得到不断发展和完善。

参考文献：

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