隨著新型電力系統(tǒng)建設的不斷推進,以光伏為代表的新能源大規(guī)模接入電網(wǎng),帶來綠色電力的同時,也對電網(wǎng)供需平衡帶來了挑戰(zhàn)。
衢州地區(qū)光伏資源豐富,光伏發(fā)電裝機占比已突破40%,高峰時段,衢州地區(qū)60%的供電都來自光伏發(fā)電。光伏電站有光即發(fā),無光即停,有著顯著的“靠天吃飯”特性,這也導致了天氣一旦發(fā)生變化,電網(wǎng)供電能力將會產(chǎn)生大幅波動。一般情況下,電網(wǎng)調度員只能在波動發(fā)生后被動應對。
現(xiàn)在,這里的調度員們有了“水光儲互濟,提前預判,主動干預”的新手段——7月25日,國網(wǎng)衢州供電公司水光儲余缺互濟智能柔性精準調控系統(tǒng)上線試運行,通過水電、光伏、儲能等多種資源靈活接入與協(xié)調運行,實現(xiàn)分布式電站由“獨立運行,各管一家”向“余缺互濟,集群調控”模式轉變。
什么是“水光儲余缺互濟”?
“水光儲余缺互濟”是指利用水電與儲能的調節(jié)特性,來平衡光伏發(fā)電波動。簡而言之,就是通過水電與儲能,在光伏發(fā)電能力較多時消納多余電能,在光伏發(fā)電能力不足時補足電能缺口。
電力調控是一項精細且復雜的工作策略,要讓隨機波動的用電負荷與隨機波動的發(fā)電電源達到平衡。以往,電網(wǎng)調控員主要憑借經(jīng)驗,在波動產(chǎn)生后調配資源,進行“填填補補”,不能最大程度發(fā)揮源網(wǎng)荷儲協(xié)同配合能力。
國網(wǎng)衢州供電公司以“水光儲余缺互濟”為目標,讓電網(wǎng)負荷資源“可觀、可測、可調、可控”,目前已匯聚衢州地區(qū)96萬千瓦水電、光伏與儲能資源,將其融為一體進行調度運行管理,實現(xiàn)電網(wǎng)調度由日前調節(jié)向日內調節(jié),由事后調節(jié)向事前調節(jié)的轉變,準確性和靈活性迎來了質的飛躍。
準確且完備的數(shù)據(jù),是確保水光儲余缺互濟智能調控系統(tǒng)“可觀、可測、可調”的首要要素。為此,工作人員通過現(xiàn)場布置的數(shù)據(jù)采集裝置結合多種外部數(shù)據(jù)源充分采集水文、氣象及電網(wǎng)信息,匯集了3000多萬條數(shù)據(jù),形成了衢州地區(qū)“源網(wǎng)荷儲數(shù)據(jù)資源池”。圖片
資源池內不僅包括了衢州地區(qū)裝機容量、發(fā)電量、用電量,還包含了不同區(qū)域光照、溫度、濕度、降雨、水位、水流、流域、儲能值等,借助“北斗”的高精度定位,即使是偏遠地區(qū)的水域情況以及氣象信息都能精準獲取。
系統(tǒng)通過實時感知并直觀呈現(xiàn)的形式,讓電網(wǎng)的實時負荷、可調能力、資源類型等變得“隨時隨地一目了然、盡在掌控”。
開展水光儲精準預測——可測
做到可觀只是第一步,緊接著,工作人員基于數(shù)據(jù)資源池內的多重數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)與人工智能分析的技術,經(jīng)過數(shù)據(jù)積累與算法迭代進化,可以不斷提升電網(wǎng)、水電、光伏的預測能力,也即所謂的越用越準。
如今,借助系統(tǒng),衢州電網(wǎng)的日前負荷預測精度提升至97.3%;光伏側,利用每個光伏站周圍的輻射量、光照時長和氣象條件,將日前光伏預測精度提升至94.5%;水電側,利用5G、北斗等先進技術獲取的流域、水情等分散數(shù)據(jù),將水電發(fā)電能力感知從庫容電站向徑流電站不斷延伸,對水電的調節(jié)能力持續(xù)加強。
更加精準的預測,實現(xiàn)了對電網(wǎng)運行變化趨勢更為精確的感知,為電網(wǎng)運行方式的提前調整提供了可靠依據(jù),為電網(wǎng)靈活精準調節(jié)提供基礎。
搭建水光儲一體化虛擬電廠——可調
掌握了電網(wǎng)的過去、現(xiàn)在和未來,就可以對全域可調資源進行動態(tài)評估。應用數(shù)字技術和數(shù)據(jù)驅動方法,工作人員整合水電站流域關聯(lián)模型、水電及光伏出力模型以及儲能電池充放電模型,搭建出水光儲為一體的虛擬電廠,將可調資源進行整合,統(tǒng)一調度。
充分考慮水電、儲能電站雙向調節(jié)特性、上下游水電站之間的水流關聯(lián),將虛擬電廠的調節(jié)能力擬合成一條精準的電網(wǎng)實時可調能力曲線,幫助電網(wǎng)調度員實時、直觀掌握全網(wǎng)可調資源的裕度。
快速協(xié)同應對瞬息萬變——可控
有了“數(shù)據(jù)資源池”“精準預測”以及“一體化虛擬電廠”的支撐,水光儲余缺互濟智能柔性精準調控系統(tǒng)相當于一個決策大腦,基于精準的預測結果,快速、及時應對電網(wǎng)的瞬息萬變。
通過實時滾動更新電網(wǎng)供需缺口和可調節(jié)能力,系統(tǒng)可以快速生成機組調度策略表。在電網(wǎng)供電能力較強時,優(yōu)先安排水電站蓄水或儲能電站充電,讓虛擬電廠充電備用。在電網(wǎng)供電能力不足時,讓虛擬電廠放電,并優(yōu)先調用大容量、低成本的水電,精準控制水電站有序開停機,發(fā)揮全流域水電合力優(yōu)勢。同時,將儲能電站作為靈活輔助,安排合適的時間進行充放電,最大程度地發(fā)揮水電、光伏、儲能的合力作用。
水光儲余缺互濟優(yōu)化調度系統(tǒng)是如何運轉的呢?
案例:某天上午,水光儲余缺互濟優(yōu)化調度系統(tǒng)根據(jù)自動實時獲取的氣象信息,得知中午衢州某區(qū)域將出現(xiàn)局部強對流天氣。系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)算法推算,在4小時后,衢州光伏出力將下降5萬千瓦。同時結合預測到的中午用電高峰數(shù)據(jù),系統(tǒng)彈窗提醒調度員從12點30分開始,將有持續(xù)60分鐘的6萬千瓦頂峰調節(jié)需求。
根據(jù)預測提供的調節(jié)需求,系統(tǒng)立即調取當前水電站和儲能電站運行信息,在10分鐘后生成了一份調度策略表,要求儲能電站即刻開始充電,并提前規(guī)劃好水電機組的開機計劃。當光伏出力受天氣影響下降且中午用電高峰來臨時,由儲能和水電形成綜合充電寶進行有序放電。
相比于以往電網(wǎng)波動出現(xiàn)后才開始的緊張調節(jié),有了系統(tǒng)提供的信息與策略支持,各種調節(jié)手段已經(jīng)提前響應,精準地發(fā)揮著調節(jié)電網(wǎng)供需平衡的作用。
水光儲余缺互濟智能柔性精準調控系統(tǒng)能輸出高精度預測與智能調控策略,輔助電網(wǎng)調度運行決策,進一步提升衢州地區(qū)電網(wǎng)調度調節(jié)的靈活性與準確性和迎峰度夏期間電網(wǎng)保供能力。
原標題:“水光儲”精準靈活互濟,電力調度更easy