保證供需平衡是電力系統(tǒng)運行的核心要素。以往,電力系統(tǒng)根據(jù)負荷波動等導致供需差異的情況,通過負荷預測和自動發(fā)電控制(AGC)進行調節(jié)能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求。
隨著風電、光伏等可再生能源發(fā)電的大量接入,其發(fā)電出力波動幅度往往很大,進一步加劇了電力系統(tǒng)波動。盡管采用了很多科學的預測方法,但目前準確預測可再生能源發(fā)電的功率仍然是一個技術難題。當可再生能源發(fā)電的比例(滲透率)大到無法忽視,以致必須考慮電源出力的波動時,傳統(tǒng)的電源追隨負荷變化的平衡方式不再適用,電力系統(tǒng)動態(tài)平衡難度將進一步增加。
可再生能源接入提高了電力系統(tǒng)運行的復雜性,若不對可再生能源發(fā)電出力進行計劃管理,則電力系統(tǒng)運行裕度難以滿足發(fā)電的波動變化,會帶來系統(tǒng)崩潰的風險。
應對可再生能源發(fā)電接入電網帶來的不利影響,應該采取有針對性的措施,提高系統(tǒng)對可再生能源的接納能力。
強化電網調節(jié)能力。針對可再生能源集中地區(qū),加快各電壓等級交流輸電通道和特高壓直流輸電通道建設進度,集中解決輸電“卡脖子”問題,保證可再生能源發(fā)電送出和消納。實現(xiàn)電網互聯(lián),提高區(qū)域間支援互供能力。建設大區(qū)域同步電網,同時加強各區(qū)域電網間的聯(lián)系,提高互聯(lián)容量和互供能力。推廣柔性直流輸電等以電力電子和控制技術為基礎的潮流控制技術,實現(xiàn)正常運行時的潮流優(yōu)化調節(jié),提高系統(tǒng)的可控性和抗擾動能力。
加強可再生能源發(fā)電短期和超短期預測能力。目前電網短期、中期負荷預測較為準確,但現(xiàn)有可再生能源發(fā)電功率系統(tǒng)的預測精度往往達不到要求,導致系統(tǒng)備用容量增多、調度難度增大以及棄風、棄光等問題。需要繼續(xù)深入研究風電、光伏等可再生能源發(fā)電功率預測方法,提高可再生能源發(fā)電超短期和短期預測的準確性,以便制定詳細發(fā)電計劃。
提高系統(tǒng)儲能能力。在可再生能源高滲透率情況下,針對可再生能源發(fā)電的波動頻率和劇烈程度,專業(yè)人員可采用不同的儲能方式加以適當抑制,緩解常規(guī)發(fā)電設施爬坡速率不滿足可再生能源發(fā)電波動要求而導致的棄風等情況發(fā)生。
優(yōu)化發(fā)電調節(jié)能力。首先提高調峰電廠比例,增加可調容量。在經濟合理的范圍內,增加可快速調峰電源比例,增大機組出力調節(jié)范圍,加強區(qū)域電源對短時波動的調節(jié)能力。其次充分發(fā)揮常規(guī)火電機組調節(jié)能力。通過上大壓小,淘汰調峰能力弱的機組,增加可調容量;通過技術改造等手段,深度挖掘現(xiàn)有火電機組參與調峰的能力。最后是推廣可再生能源之間、可再生能源與常規(guī)電源之間的互補發(fā)電。統(tǒng)籌區(qū)域電網內部可再生能源發(fā)電比例與種類,優(yōu)化組合,實現(xiàn)風、光、水、火互補發(fā)電,發(fā)揮電源自身發(fā)電特點的差異,配合儲能設備,緩解單類電源波動性和間歇性問題。
加強配、用電側智能化發(fā)展。采用微電網技術,統(tǒng)一管理區(qū)域內部的負荷、分布式電源和儲能裝置,抑制負荷和分布式電源的波動,提高負荷的可控性。建立區(qū)域能量管理系統(tǒng),構建虛擬電廠。對區(qū)域內多個分布式電源進行協(xié)調管理,發(fā)揮不同類型電源的優(yōu)勢,彌補各自的缺陷,以達到較高的運行效率并降低發(fā)電波動對電網的不利影響。
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