电网安全和调度公平性的新能源调度方法

2022-03-26苏捷车紫莹

家园·电力与科技 2022年2期

苏捷车紫莹

摘要：为了能够有效地减少新能源弃风和弃光电量的损耗，并有效提升新能源电源的消纳，进而有效的保证电网调度的公平性，并提高电网的安全系数。本文对基于电网安全和调度公平性的新能源调度方法进行了探讨。

关键词：新能源;弃风;弃光;调度

1新能源的定义

1980年（庚申年）联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）。新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

2新能源的弃风、弃光原因

2.1缺乏可再生能源的市场体系

虽然我国逐渐出台了一些相关的法律法规，如《可再生能源法》等，给新能源市场管理确立了明确的法律规范。但实际上，由于执法力度不足、缺乏相应的管理机制，这些法律法规在现实中并未得到广泛的执行，使得对于可再生能源的相关规定成为象征意义大于实效性的一纸空文。此外，目前已有的可再生能源法规政策本身也不够完善，在很多具体的执行策略上并没有进行明确的规范。例如在项目规划、审批、资金安排以及价格机制等工作中，没有确立全局性的协调策略，而在对大型项目的规划和决策上，也缺乏清晰的规范。另外，对某些新能源的垄断行业，还未进行责任承担、权利范围、义务等方面的明确规定;可再生能源市场还未建立第三方监督机制;可再生能源的相关产品缺乏检测认知体系等，也都是目前可再生能源法规存在的问题。

2.2发展规划不科学

随着能源短缺问题的愈发严重，我国对于新能源的开发与应用也越来越重视，新能源也在国家政策的支持下实现了飞速发展，大量的光伏、风力发电站建立起来，相应的电力系统与电网也逐渐得到了完善。但在新能源发展的同时，相应的战略规划与发展机制却受到了忽视，由于缺乏规划，对于新能源的设施建设与电力系统管理仍按照传统能源的建设方法和管理措施进行，这不仅让新能源的发展脱离实际、缺乏科学性，其发展布局也与常规能源的规划产生了较大的冲突，给我国能源发展造成了极大的阻碍。

2.3电网智能化水平不高

风能、电能等新能源受自然条件的影响较大，具有间歇性与随机波动性的特点，因此新能源资源往往会集中分布在自然条件较为合适的区域。这对于新能源资源较少、调峰调频能力较差的地区来说，想要实现新能源的输送是十分困难的。风力发电、光伏发电的瞬间变化较大，而目前的电网智能化却比较低，这会给电力输送的稳定性造成很大的隐患。具体来说，在风力发电与光伏发电受到影响时，由于储能技术过于落后，常规发电速度又比较慢，因此很难通过存储的电能来填补电能输送缺口。可以说，风能、光能等可再生能源的大规模消纳需求，使电网运行、并网控制、电网功率预测等工作都承受着巨大的压力，同时由于目前电网运行控制技术的落后，风能电、光能电始终无法实现并网，这在新能源大规模快速发展的今天，对电网运行的稳定性十分不利。

3新能源调度方法流程

该方法分别考虑了调度日前发电计划和实时发电计划两个阶段，其中两个阶段分别包含了两个层次，具体流程如下。日前发电计划阶段：首先，要对风力发电场、光伏发电站的日预报功率、负荷预测、电力输送安排计划进行充分的考虑，建立其多目标函数，降低系能源电能的弃风率和弃光率，并将洗能源的输送通道最大化的利用起来，进而制定出科学的日前发电计划。其次，要根据新能源电网具体运行情况，为新能源涉网工作建立完善的评价机制，之后再根据新能源的涉网机制来重新分配新能源电源，具体分配需参考日前发电计划，并保证弃光率与弃风率的一致。实时发电计划阶段：通过两种层次调度模型来实现：第一层次调度模型主要是以光伏电站与风电场实时的功率预测、外送电数据以及统调负荷等数据为依据建立起来的多目标函数。第二层次的调度模型的公式表达如下：

式（1）中的Nits表示的是在第i个新能源电站中的第t个调度时间段的实时预测功率，Mts表示的是在第t个调度时间段内新能源电站中电源可以实时提供的最大发电空间。在此模型中，新能源电源实时的发电计划虽然依然受限，但是却能够很好地协调兼顾新能源电源实时的涉网工作评价得分及各个电源的发电能力，有效地保障了以风电和光伏发电为代表的新能源发电调度公平性。图1为新能源调度方法流程图。