1 安徽电网新能源发展现状
1.1 新能源占负荷比重大。
目前安徽电网新能源装机总容量已达到1340万千瓦（其中风电245.5万千瓦，光伏1095万千瓦），占参与全省发用电平衡电源规模的24.4%。 2018年10月全省调度口径风电和光伏最大发电出力达到662万千瓦，占当时用电负荷（1856万千瓦）的比例超过1/3。随着风电和光伏装机的继续发展，其占用电负荷的比例也将进一步攀升，届时新能源消纳及火电机组深度调峰存在较大困难。
1.2 新能源分布式特点突出。
安徽电网新能源大多以110kV及以下电压等级接入各地区电网，与用电负荷高度融合，就地消纳现象明显，部分地区出现新能源潮流向主网倒送。全省110kV并网的风电和光伏容量达到471万千瓦，并网站点75个，35kV并网容量达到343万千瓦，并网站点183个，10kV并网容量达到172万千瓦，并网站点992个，400V及以下并网容量达到278万千瓦，并网站点接近10万个。其中金寨作为全国高比例可再生能源示范县，风电和光伏装机容量达到99万千瓦，用电负荷仅15万千瓦，可再生能源渗透率远超过100%。受自然资源和政策的影响，安徽各地区电网新能源发展不均衡，呈现的发展特点也多样化。
1.3 特高压馈入和新能源消纳叠加占负荷比重高。
随着±1100kV特高压吉泉线1200万千瓦满功率运行，其中600万千瓦电能将通过安徽境内交流电网输送至江苏、浙江，另外600万千瓦电能需要安徽电网就地消纳。特高压区外受电容量约占目前安徽用电腰荷的1/3，同时新能源出力占比用电负荷超过1/3，对安徽电网的消纳能力、输送能力和调节能力都是严峻的考验。
2 大量新能源并网对电网调度运行的影响
2.1 电网运行特性发生改变
随着特高压直流投运和大量分布式新能源的并网，安徽电网各电压等级均呈现交直流混合运行的局面，电网特性发生深刻变化。调控部门需进一步完善现代电力系统认知体系，以便更好的运行电网。
2.2 电网运行调节难度增加
安徽电网新能源占负荷比重大，新能源消纳与电网调峰、调频矛盾突出。特别是在午间腰荷时段调峰、调频问题凸显，大量火电机组需深度调峰运行，导致火电机组一次调频能力下降。随着特高压直流的投产，区外来电的增加，在直流故障情况下，电网一次调频能力显著不足。
2.3 负荷预测及计划安排难度大
安徽电网分布式新能源占比高，大量分布式新能源以10kV及以下电压等级接入，可观测性差，加大了变电站母线负荷预测的难度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变电站母线负荷随天气、季节波动较大，甚至出现潮流的反方向变化。使电网大机组开机方式及发电计划安排难度加大。
2.4 传统的电源调度管理模式存在瓶颈
传统的电源调度管理模式按照并网电压等级、并网容量由省、地、县（配）三级调度分级管理。在新能源装机占比增加，分布式电源数量众多的情况下，地县调管辖的分布式电源对省级电网电力电量平衡产生较大影响；省级电网面临调峰问题时，又可能出现新能源发电挤占火电出力通道。现有调度控制系统电网模型上是按照调度管辖范围分区域建设的，缺少10kV及以下配网模型，对分布式新能源缺乏管控手段，省、地、县三级调度的协同不能建立在统一的模型数据基础上，无法实现全网新能源的全口径预测、一体化调管和全时空运行分析。
3 基于调控云实现安徽电网新能源全时空调控管理的研究
3.1构建新能源消纳监测分析应用平台，实现全时空可观。开展主配网一体化建模、分布式新能源在配网中建模，实现全网运行数据的全采集。空间维度覆盖全网各电压等级，时间维度实现实时数据有采集、历史数据有统计、未来数据有预测。实现全时空维度的可观，并基于观测数据逐步完善新形势下电力系统的认知体系，为可判、可控奠定基础。
3.2构建绿色电网运行辅助决策应用中心，实现全时空可判断。基于全时空维度的观测数据，利用大数据分析等技术，实现全网整体电力平衡能力和源、网、荷各部分运行状态的正确分析和预判。在时间维度上，结合新能源发电出力、负荷预测和火电深度调峰能力，实现当前和未来一段时间内新能源消纳能力的实时监测。为调度员提供新能源消纳空间的直观结果，辅助其优化电网运行方式，提升新能源整体消纳水平。在空间维度上，实时监测电网断面越限告警，对新能源发电超短期预测可能遇到的局部断面阻塞进行预警。辅助相应调度机构优化电网运行方式，消除阻塞断面，防止因阻塞造成的局部弃风、弃光。通过全周期功率预测、消纳空间分析与预警、开展运行决策，实现电网运行的绿色、清洁与安全、智能相协调的全时空可判断。
3.3构建省地县一体化新能源调度运行管理应用中心，实现全时空可控。（1）与电网互动，将电网调压全时空分析结果与AVC系统接口，充分利用电容器、电抗器静态无功补偿设备和调相机、FACTS等动态无功装置以及主变有载调压，保障电网电压稳定，并储备必要的短路容量和动态无功调节能力。（2）与电源互动，将电源调峰、调频、调压能力全时空分析判断结果与调度控制系统接口，实现对全网调频、调峰资源的合理调配，保障电网安全稳定运行，降低突发事故引发电网频率、电压崩溃造成的大规模停电风险。（3）与负荷互动，建立与负荷智慧物联网平台、智能用电系统间的信息互动机制。实现电动汽车、分布式储能、分布式新能源参与系统一次调频，在低电压电网实现新能源多级集群化电压控制，构建需求侧响应、微网自治的电压支撑体系。
通过与网、源、荷三个层面的互联互动，将精准的分析判断结果作为电网运行控制和方式计划安排的依据，最终实现电力系统的节能、环保、经济、安全运行，构建现代电力系统调度运行控制体系。
4 总结
针对大量新能源并网和特高压直流馈入对安徽电网调度运行带来的诸多问题，本文提出基于调控云实现安徽电网新能源全时空维度的可观、可判和可控。实现对全网运行数据的全采集，全观测。构建多维协同的新型电力系统平衡体系。做到全网新能源的全口径科学准确预测。各级电网协同控制，实现网、源、荷的协同调节。
作者简介：唐新杰，国网马鞍山供电公司，电力工程技术工程师从事电网调度运行管理。
论文作者:唐新杰
论文发表刊物:《中国电业》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/7
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