青海光伏發電智能調度運行管理體系構建與實踐

鮮文軍 王光輝 冶莉娟（國網青海省電力公司，青海西寧 810008）

青海光伏發電智能調度運行管理體系構建與實踐

鮮文軍 王光輝 冶莉娟
（國網青海省電力公司，青海西寧 810008）

近年來，青海規模化、集中式光伏電站發展迅猛，在國內外無現成經驗可以借鑒的情況下，青海公司勇于探索，創新實踐，逐步創立了“1主、2先、3化”的光伏發電調度運行管理模式，構建了完整的光伏發電智能調度運行管理體系，確保了青海電網安全穩定和光伏全額消納。

光伏發電 智能調度 運行控制

1 實施背景

青海省太陽能資源極為豐富，列全國第二位。省內大量的荒漠地區，對發展太陽能發電極為有利。青海省政府強力推進光伏產業發展，五年來規模化光伏發電發展迅猛。截止2014年底，青海光伏裝機達431萬千瓦，占全省的23.27%，2015年將達600萬千瓦。青海大規模、集中式光伏發電安全并網與消納面臨以下難題：一是光伏發展集中在海西和海南地區，遠離負荷中心，遠距離輸送，且潮流分布極不均衡。二是并網點電網多種因素共存，尤其光伏集中的海西地區，西格電鐵、青藏直流、光伏、燃氣電站、小水電等多種因素疊加，安全運行復雜嚴峻，控制難度大。三是光伏發電間歇性和快速波動性強，難以準確預測，常規電源與大規模光伏發電協調運行困難。四是光伏發電起步晚，并網標準體系不完善，難以滿足其快速發展的需求。

為此，青海省調以提高光電接納能力，降低光電對電網沖擊為目標，積極構建適應光伏電站快速發展的光電智能調度運行管理體系，推進光伏調度運行技術水平和管理水平的提升，確保電網安全、經濟、環保、優質運行。

2 主要做法

青海公司創立 “1主、2先、3化”的光伏發電調度運行專業管理模式，“1主”即以實現電網安全穩定運行前提下光伏最大消納為主線；“2先”即以基礎理論研究為先導，標準制度建設為先行；“3化”即并網管理標準化、調度運行精細化、技術支撐智能化。其中“1主”是專業管理的方向，是目標；“2先”是專業管理的基礎，是前提；“3化”是專業管理的手段，是策略。

2.1 以基礎理論研究為先導，奠定光伏調度運行理論基礎

自2009年始，青海公司與兩院等科研院所合作開展了光伏發電并網及運行控制七個方面的專題研究，每個專題研究都起到了先導作用。通過研究，加深了對光伏電站特性和運行規律的認知，解決了光伏并網調度“要干什么、怎么干”的問題，理清了工作思路。

通過理論研究，青海公司在大規模光伏發電并網及運行控制方面取得了一系列具有自主知識產權的創新性成果。五年來，共掌握光伏調度運行關鍵技術5項，獲得省部級和公司級科技成果11項，在青海電網光伏調度運行管理中得到實踐應用，對國內外都具有引導、示范作用。

2.2 以標準制度建設為先行，提供光伏調度管理制度保障

結合大規模光伏發展和調度運行需求，按照標準先行，公司組織或受國家電網公司、西北能監局委托先后制定修編了《青海電網光伏發電調度運行管理規定（試行）》、《西北電網光伏電站并網運行管理規定（暫行）》、《光伏發電站并網驗收規范》等十三項規程制度，逐步形成了較為完整的光伏并網調度運行制度體系，實現了光電調度工作全過程管控、標準化管理。近年青海公司制定或參與編制的光電調度相關標準、規定見表1。

2.3 規范并網工作流程，實現光伏并網標準化管理

表1 近年青海公司制定或參與編制的光伏發電相關標準、規定

在規范并網方面，公司強化“大運行”體系協同高效運作機制，充分發揮地調專業管理職能和電科院技術監督優勢，遵循省調管理為主-省、地調分層管理，并網前期管理和入網運行管理并重的全過程管理理念，組織編制了光伏電站自動化接入、入網驗收、并網檢測、新設備投運等工作流程，涵蓋了光伏電站并網過程的各個環節、各項業務，同時在OMS系統中對光伏并網管理流程進行再造和優化，確保了每個節點可控、在控，逐步實現了光伏并網流程標準化、閉環式管理。

2.4 優化調度運行，實現光伏調度精細化管理

一是編制下發《青海省調光伏電站調度運行評價辦法》和《青海電網新能源優先消納調度方案》，切實做好青海電網光伏發電的優先調度工作，盡最大能力接納新能源上網。二是制定《青海電網光伏電站棄光電量計算辦法》，為進行電站運行分析提供了良好的數據支持。三是加強電站運維基礎管理。研究制定《XX光伏電站自動化系統現場運行管理規定（模板）》、《光伏電站功率預測系統現場運維操作手冊》等指導電站現場運維管理的有關標準規定共計二十余冊，實現光伏電站自動化專業管理和運維管理的標準化、制度化，有力指導現場運行管理工作。四是加強網廠協調，強化調度信息公開。依據《青海省調光伏電站調度運行評價辦法》，采取月統計考核、季分析通報制度，對電站并網性能、運行管理、信息上傳及功率預測等情況進行客觀、公正評價，同時，廣泛征集各直調電廠的意見和建議，保證光伏電站并網管理制度的科學性、公平性。

2.5 推動技術創新，打造光伏智能化技術支撐平臺

青海公司加強技術創新，在國內率先建成完善的光伏發電智能調度技術支持系統，主要模塊有：大規模光電功率預測模塊，光電調度計劃模塊、功率控制（AGC/AVC）模塊、運行及監測模塊、調度運行考評模塊、信息申報與發布模塊、資源綜合展示及統計分析模塊。光伏發電智能調度技術支持系統，實現了電站功率預測上報、調度計劃編制下發、電站功率自動執行、調度運行考核、廠網信息互動全業務、全過程閉環管理，為光伏調度運行管理提供了堅強技術保障。

3 特色亮點：率先實現光電功率控制（AGC/AVC）全覆蓋，提高光伏智能調度水平

2013 年初，青海公司在試點電站功率控制調試的基礎上，對網內并網光伏電站功率自動控制系統工作進行了部署，并于2014年9月，實現94座光伏電站功率控制系統全覆蓋，成為國網公司該系統首個全覆蓋，并投入閉環運行的單位。基于多時間尺度協調的大規模光電AGC閉環運行，實現電站功率預測上報、計劃編制下發、日內計劃實時調整、功率自動執行全過程閉環管理，極大程度上緩解了調度員和電站運行人員日常監盤壓力，提高了光電接納能力。基于軟分區的三級電壓控制技術光電AVC閉環運行，實現了含間歇能源電網的全局優化，實現了光伏匯集區、光伏電站、站內逆變器、無功補償設備、主變分接頭等多層多級的實時協調敏捷閉環控制，顯著提高了匯集區中樞母線電壓和電站母線電壓穩定性，提升了電網運行的安全性。1-4月，在330千伏匯明變2#主變未投運情況下，借助電站功率控制系統對早晚時段1#主變存在的容量空間進行填空，累計新增光伏電量2205萬千瓦時。AGC投入前后匯明變1#主變容量利用對比見圖1。

4 實踐效果

源于實踐的“1主、2先、3化”的專業管理工作內容構成了完整的青海光伏發電智能調度運行管理體系。在這一體系指引下，青海公司在光伏調度運行專業管理上勇登高峰，不斷超越，成績傲人。一是促進了光電快速發展。2010年～2014年，青海電網光電裝機容量由10萬千瓦增長至431萬千瓦，年均增長216%；光電日最大電力由9萬千瓦增長至316萬千瓦，光電最大電力所占供電比重由1.8%增長至37.51%。二是實現了并網光電全額消納。五年來，未發生光伏電站大面積脫網和其他影響電網安全穩定運行的事件，實現青海電網并網4310MW光伏電力全部接納。三是取得了一系列實踐成果。五年來，共掌握光伏調度運行關鍵技術5項，獲得省部級和公司級科技成果11項，制修訂相關標準制度13項，發表學術論文14篇，同時在國內率先建成了國內一流、國際領先的光伏發電智能調度技術支持系統，率先實現光伏電站功率控制系統全覆蓋，填補國內大規模光伏電站并網調度技術管理經驗的空白，引領我國規模化光伏電站并網的規范化管理和智能化調度，獲得國網公司系統內同專業領域的一致認可和好評。

鮮文軍（1982—），男，青海西寧人，本科，工程師，主要從事電網調度自動化工作。