高比例新能源多级协调控制与运行消纳技术研究技术应用案例查看源代码讨论查看历史

来自 新浪网 的图片

高比例新能源多级协调控制与运行消纳技术研究技术应用案例我国是世界上风电和光伏发电并网容量最大的国家，自2011年开始全国弃风、弃光现象愈演愈烈，2016年弃电量逾500亿千瓦时，超过三峡全年发电量的一半，消纳问题已成为制约新能源发展的主要瓶颈。新能源调度运行是在给定电网、电源和负荷条件下，保障电网安全运行和新能源高效消纳的重要环节。但是常规调控技术在支撑新能源消纳上面临2方面难题。

1）新能源消纳需求具有时变特性，常规备用留取和发电计划制定以确定点值形式将其纳入电力平衡，难以充分挖掘消纳空间。

2）新能源发电能力具有不确定性，常规面向确定性电源的调控技术以独立变量形式对电源进行集中控制，难以充分利用消纳空间。

二、应用案例

1.项目概述

项目依托国家863计划、国网公司重大科技项目，团队历时8年产学研联合攻关，针对高比例新能源调度运行面临的技术挑战，创新构建了适应高比例新能源接入的多级协调控制技术体系，以消纳瓶颈精准定位为基础，针对调控需求定制化功率预测，实现“省-地-场”三级协同调控，有效提升新能源消纳水平。

2.主要效益

在冀北电力调控中心建成了高比例新能源多级协调控制平台，投运后累计减少冀北地区新能源弃电量71.31亿千瓦时（间接经济效益36.5亿元），折合节约标煤285万吨，减排二氧化碳711万吨，助力冀北新能源弃电率逐年下降至4.7%。项目成果已推广到陕西、云南省调和全国范围内1774座新能源场站（占全国新能源场站36%），累计完成合同额2.75亿元，新增税收0.34亿元，累计利润1.63亿元。

三、技术要点

1、提出了新能源消纳影响要素的全图谱量化解析技术，基于新能源海量运行及气象数据，构建了“省-地-场”3大类9小类新能源消纳影响要素完整图谱，逐环节定量评估各要素导致的弃电量，实现消纳瓶颈精准定位。

2、提出了面向调度需求的新能源定制化功率预测方法，针对省调备用优化需求提出了基于预测误差概率分布的短期风电功率区间预测技术，针对地调有功优化控制需求提出了计及空间相关性的风电超短期功率预测技术，功率预测平均绝对误差减小4%，提升了功率预测结果的调度适用性。

3、提出了扩展新能源消纳空间的省级电网多时间尺度调度技术，基于联合概率分布优化中短期旋转备用，基于初始场和模式订正滚动修正日前发电计划，考虑调峰调频需求优化分钟级控制指令，深度挖掘消纳空间。

4、提出了地区电网多层级协同的消纳空间优化分配与控制技术，基于累计均衡指标动态分配和两阶段滚动优化策略，在最大化新能源消纳前提下兼顾发电均衡性，通道利用率超过98%，区域限电率偏差降低至1.9%。

5、提出了新能源场站发电设备动态分群的有功功率多模式精确控制方法，新能源场站控制相应时间缩短至1~3s，功率控制误差小于1%，实现了电站计划曲线的快速精准跟踪和新能源消纳空间的尽限利用。

四、应用前景

项目成果已在冀北电网实际应用，并广泛应用于国家电网、南方电网相关省调和全国1774座新能源场站，大幅提升了高比例新能源调控能力和消纳水平。