隨著新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電的規(gui)模(mo)化開(kai)發利用,需逐(zhu)步掌握新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電主動支撐控(kong)制(zhi)技(ji)術,實現(xian)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)向(xiang)常規(gui)電源(yuan)(yuan)轉(zhuan)變。目前跨省跨區交易、火電機組(zu)靈(ling)活改造、電能(neng)(neng)替代等(deng)部分措施尚未發揮根本性(xing)作用,在提升(sheng)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消納能(neng)(neng)力方面(mian)還有很(hen)大的空(kong)間。
多措并舉,優化系統運行方式
“我(wo)國(guo)新能(neng)源實(shi)行大(da)規模集中開發(fa),缺乏靈活調(diao)節電(dian)源,消納和安(an)全運行問題尤為(wei)(wei)(wei)突(tu)出,國(guo)際上無可(ke)直接借(jie)鑒的成(cheng)熟經(jing)驗(yan),并網穩定運行和有(you)效消納已(yi)成(cheng)為(wei)(wei)(wei)我(wo)國(guo)新能(neng)源發(fa)展(zhan)的主要瓶頸。”在王偉勝(sheng)看來(lai),現階段,我(wo)國(guo)電(dian)源結構仍舊(jiu)以煤電(dian)為(wei)(wei)(wei)主,靈活調(diao)節電(dian)源比重低(di),電(dian)源結構性矛盾突(tu)出,系統調(diao)峰能(neng)力嚴重不足。
“新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消納能(neng)(neng)力(li)主要(yao)受(shou)電(dian)力(li)系統互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通水(shui)平(ping)、電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)調(diao)節(jie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)以及負荷特性(xing)(xing)等因素影(ying)(ying)響。與此同(tong)時,新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的地(di)域分布、預測精度和控制(zhi)水(shui)平(ping),也影(ying)(ying)響電(dian)力(li)系統的消納水(shui)平(ping)。”據王偉勝介紹,新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)高比例(li)接(jie)入(ru)電(dian)力(li)系統后,增加了系統調(diao)節(jie)的負擔,常規電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)不(bu)僅要(yao)跟隨負荷變(bian)化,還需(xu)要(yao)平(ping)衡新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的出力(li)波動。
“新能(neng)源出力超過系(xi)統(tong)調(diao)節范圍(wei)時,必(bi)須控制(zhi)出力以保(bao)證(zheng)系(xi)統(tong)動態平衡,此時會產生棄風、棄光。”王(wang)偉勝解釋道。
“解(jie)(jie)決清潔(jie)能源消納是一(yi)項系統工程,涉及電源、電網、用戶(hu)、政策(ce)機制(zhi)、技術研發(fa)等多(duo)(duo)個(ge)方(fang)(fang)面。從(cong)根本上解(jie)(jie)決‘三(san)棄(qi)’問題,需要各方(fang)(fang)共同努力,多(duo)(duo)措(cuo)并(bing)舉、綜合施策(ce)。”王偉勝(sheng)表示。
以技(ji)術為(wei)例,解決新能源(yuan)消納問題(ti),首要(yao)是科(ke)(ke)學定量地(di)評(ping)價電(dian)力(li)系(xi)統消納新能源(yuan)能力(li),分析新能源(yuan)發(fa)電(dian)受限(xian)的(de)具體(ti)原因和瓶(ping)頸。在(zai)此(ci)(ci)基(ji)礎上有針(zhen)對(dui)性地(di)優化全網(wang)火電(dian)、風電(dian)、太陽能發(fa)電(dian)等多種電(dian)源(yuan)的(de)發(fa)電(dian)計(ji)劃,進一(yi)(yi)步優化系(xi)統運行方式(shi)。此(ci)(ci)外(wai),通(tong)過科(ke)(ke)技(ji)創新、電(dian)網(wang)建設、政(zheng)策體(ti)系(xi)、市(shi)場(chang)機(ji)制等一(yi)(yi)系(xi)列(lie)措施保證新能源(yuan)“發(fa)得出、并(bing)得上、能消納”。
技術引領,不斷拓寬消納渠道
“2014年(nian)至(zhi)2018年(nian),全(quan)國(guo)風電(dian)發電(dian)量(liang)由1598億千瓦時(shi)(shi)增(zeng)長(chang)(chang)到3660億千瓦時(shi)(shi),發電(dian)量(liang)占(zhan)比增(zeng)長(chang)(chang)到5.2%。4年(nian)時(shi)(shi)間,風電(dian)發電(dian)量(liang)整(zheng)整(zheng)增(zeng)加了一倍多(duo)。”王偉勝(sheng)在總結我(wo)國(guo)風電(dian)發展的歷史進(jin)程(cheng)時(shi)(shi)激動地表(biao)示。
據悉,從1998年(nian)開始(shi),王偉勝(sheng)和所在的團隊就(jiu)在國內率先開展新能(neng)源并(bing)網(wang)仿真與試驗(yan)研究,2010年(nian)主(zhu)持建成了世界上(shang)規模(mo)最大、唯(wei)一具(ju)備風電(dian)機組(zu)全(quan)部并(bing)網(wang)性能(neng)試驗(yan)功(gong)能(neng)的張北試驗(yan)基地,組(zu)織研發(fa)了我(wo)國首(shou)套新能(neng)源功(gong)率預測(ce)和調度系(xi)統(tong),用于(yu)我(wo)國26個省級及以上(shang)電(dian)網(wang),顯著提高了我(wo)國電(dian)網(wang)的新能(neng)源消納能(neng)力。
截至2018年(nian)底,我(wo)國(guo)清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)累計裝機容量突破(po)7億千瓦,占全球(qiu)的30%。2018年(nian),國(guo)家發(fa)改委、國(guo)家能(neng)(neng)源(yuan)局把(ba)推動(dong)清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)高質量發(fa)展(zhan)、有效(xiao)解決(jue)消納(na)問(wen)題作(zuo)為重點工(gong)作(zuo),制定《解決(jue)棄水(shui)棄風(feng)棄光問(wen)題實施方案》《清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)消納(na)行動(dong)計劃(2018-2020年(nian))》,提出(chu)到2020年(nian)基本解決(jue)清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)消納(na)問(wen)題。
“我(wo)國風電、光伏裝(zhuang)機容量均居世界第一,且一直保持較高增長率。與(yu)此(ci)同時,新能源具有隨機性(xing)(xing)、波動性(xing)(xing)和低抗擾性(xing)(xing),運(yun)行不(bu)確定(ding)性(xing)(xing)大,使(shi)得并網技術成為困(kun)擾全世界新能源發展的難題。”王偉勝如是說。
電力(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)是一(yi)個發電、用電實時(shi)平衡(heng)的(de)系(xi)統(tong)(tong),隨(sui)機波動的(de)新能(neng)源并入電網后,為滿足(zu)系(xi)統(tong)(tong)平衡(heng)要(yao)求,常規電源出(chu)(chu)力(li)(li)和新能(neng)源出(chu)(chu)力(li)(li)之和需與負荷實時(shi)匹配。王偉勝指出(chu)(chu),“新能(neng)源功率預測(ce)可將隨(sui)機波動的(de)不確(que)定(ding)新能(neng)源出(chu)(chu)力(li)(li)由未知變(bian)為基本已知,減少新能(neng)源出(chu)(chu)力(li)(li)的(de)不確(que)定(ding)度,降低系(xi)統(tong)(tong)平衡(heng)的(de)難(nan)度,是促進新能(neng)源消納的(de)關鍵技術之一(yi)。”
“新能源發(fa)電功率(lv)(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)測技術(shu)雖然取得了長足的(de)(de)發(fa)展和進步,但距離解(jie)決新能源輸出功率(lv)(lv)的(de)(de)不(bu)確定性影響仍存在(zai)(zai)較大的(de)(de)改進空間,因(yin)此需(xu)要在(zai)(zai)數(shu)據(ju)準確與完整性、理論(lun)發(fa)電能力評估、數(shu)值天(tian)氣預(yu)(yu)(yu)(yu)報、功率(lv)(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)測方法、人工智能技術(shu)5個(ge)方面不(bu)斷提升(sheng),為我國新能源發(fa)電功率(lv)(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)測技術(shu)的(de)(de)發(fa)展助(zhu)推助(zhu)力。”王偉(wei)勝補充道。
穩定控制,加快提升消納能力
2019年一季度,國(guo)家(jia)電(dian)(dian)(dian)網(wang)公司(si)經營區(qu)新(xin)(xin)能源(yuan)發電(dian)(dian)(dian)量1158億(yi)千瓦(wa)時,同(tong)比增長(chang)10%,新(xin)(xin)能源(yuan)發電(dian)(dian)(dian)占比9.1%,同(tong)比增長(chang)0.7個百分(fen)(fen)點(dian);新(xin)(xin)能源(yuan)棄電(dian)(dian)(dian)量46.6億(yi)千瓦(wa)時,同(tong)比下降(jiang)31%,棄電(dian)(dian)(dian)率(lv)為3.9%,同(tong)比降(jiang)低2.1個百分(fen)(fen)點(dian),整體實現(xian)“雙升、雙降(jiang)”。這(zhe)是4月11日(ri)國(guo)家(jia)電(dian)(dian)(dian)網(wang)促(cu)進清潔能源(yuan)發展新(xin)(xin)聞發布會上透露的信息。
2019年是(shi)促進清潔(jie)能源消(xiao)納的(de)攻(gong)堅年,作(zuo)為全球接(jie)入清潔(jie)能源規模最大的(de)電網,國家電網計劃提(ti)前實現新能源利用率達(da)到95%以上(shang)的(de)目標。
對(dui)此(ci),王偉勝(sheng)表(biao)示,未來隨著新(xin)(xin)能源發電(dian)(dian)的規模化(hua)開發利用,需(xu)要進一(yi)步提升新(xin)(xin)能源發電(dian)(dian)友(you)好(hao)性(xing)能和(he)穩(wen)定控(kong)制水平,以確保安全運行(xing)。逐步掌(zhang)握(wo)新(xin)(xin)能源發電(dian)(dian)主(zhu)動(dong)支撐(cheng)控(kong)制技(ji)術(shu),實現新(xin)(xin)能源向常(chang)規電(dian)(dian)源轉變。
“新(xin)能源發(fa)展仍以消納為目標,消納能力(li)評估(gu)應基于科學(xue)合理的(de)方法,指導新(xin)能源的(de)規劃和運行。”王偉勝指出,目前跨省(sheng)跨區交(jiao)易、火電機組靈活(huo)改造、電能替代等部分措施尚未發(fa)揮(hui)根本(ben)性作用,在提升新(xin)能源消納能力(li)方面還有很大(da)的(de)空間(jian)。