源網荷儲智能化調度控制系統的應用

吳金星

（中煤新集利辛發電有限公司，安徽 亳州 236000）

引言

隨著我國可再生能源裝機量的迅速增加，新能源發電量呈現出快速遞增的趨勢，建立包含新能源供電系統在內的新型電力系統的需求劇增。由于新能源發電具有隨機性和間隙性的特點，對電網系統的沖擊日益增加，導致電網運行的隨機性和波動性增大，電網系統供、需兩側的隨機問題不斷加劇，傳統“源隨荷動”的電網調控邏輯在調控準確性和及時性方面都無法滿足電網調度精確性的需求。

為了滿足電網系統精確調控的需求，權然等[1]提出一種新的源網荷儲協同調度模式，介紹了電網系統及源荷儲的優化調度方案，為提高電網系統的調度精確性奠定了基礎。王一飛等[2]則提出一種新的直流配電網絡源網荷儲多目標優化調度方案，顯著減少了供電網絡的運行成本和調整偏差。結合供電網絡的實際需求，本文提出一種新的源網荷儲智能化調度控制系統，在對電源側、電網側可調節資源優化的基礎上，通過制定“雙重導向、雙重市場”的響應機制，建立源網荷儲協調控制系統，將電網的調度準確性提升了11.4%，調度及時性提升了43.7%，提升了供電網絡的電網調峰余度，為新能源的大規模并網運行奠定了基礎。

1 源網荷儲市場響應機制

新能源和電網的并網，根本上是市場對新能源需求的持續增加，新能源的并網和需求直接決定了電網調度系統調節的精確性和及時性。因此，需要首先確定新能源并入電網的雙向需求，制定“雙重導向、雙重市場”的響應機制。

新的“雙重導向、雙重市場”的響應機制主要包括電廠參與響應機制、負荷側資源參與機制和峰谷電價激勵機制。通過多重機制引導新能源客戶主動改善，降低對電網系統工作穩定性的影響。

1）電廠參與響應機制。電廠按照“報量保價”的模式參與電網調度，調度機構根據“容量優先”的原則進行調度，同時對電廠低于發電基準時的電量進行補貼。

2）負荷側資源參與機制。由調度機構根據市場用電情況，對不同的用電時間段進行劃分，在負荷側發電量處于高峰期時優先消耗清潔能源的發電量，降低電廠的發電量，提高新能源的消耗速率。

3）峰谷電價激勵機制。由于新能源發電具有全時段性，而且發電量需要全部消耗，因此，造成燃煤發電機組白天的上網負荷和報價低，而夜晚的上網負荷和報價較高。因此，可以考慮將白天的用電平段調整為谷段，引導具備發電調節能力的客戶主動優化發電時間，實現避峰就谷，提升電網系統運行穩定性。

2 源網荷儲調度系統構架

為了滿足大范圍的源網荷儲調度需求，將生產控制大區、管理信息大區省級智慧服務平臺等相互貫通[3]。本文提出了一種新的源網荷儲調度系統，該系統主要包括調控層、聚合層和資源層三個部分，能夠實現扁平化控制，減少了中間轉換環節，有效提高系統的調節效率和可靠性。源網荷儲調度系統整體結構如圖1所示[4]。

由圖1可知，調度層是該系統的“大腦”，能夠對電網系統的整體資源情況進行統一匯總分析，確定電網整體的運行狀態及下一階段的運行趨勢，根據預先設定的調度規制生成運行調度調節邏輯，并將該邏輯傳遞到聚合層。

圖1 源網荷儲調度系統示意圖

聚合層包括省級智慧能源服務平臺、源網控制柔性互動控制系統等，主要用于對不同類別和不同范圍內的可調節負荷資源進行統一匯聚和優化，有效解決目前可調節的負荷量大、范圍廣、類別多的不足。

資源層主要包括各類可調節資源，資源層和聚合層的數據通信通過高速數據網絡及無線數據通信系統連接。在數據傳輸過程中，已經部署調度數據網絡的部分可以通過高速數據網絡接入聚合層，而其他距離遠、尚未布置調度網絡的部分則可通過無線數據網進行數據連接，確保數據通信的效率和可靠性。

3 調度系統資源接入方式

為了滿足源網荷儲調節可靠性需求，系統的可調節資源接入調度系統的方式共有3類[5]。第一類是建立信息隔離式接入，在互聯網的大區內設置資源采集模塊，對大區外的數據通過防火墻連接，對大區內設備可以通過數據內網連通[6]。第二類是建立防火墻穩定性接入方案，滿足源網荷儲調節平臺、省級智慧能源網絡和虛擬電廠供電部分的相互數據信息共享。第三類是依靠現有的調度數據網絡進行數據信息接入。各類資源接入到信息流的整體架構如圖2所示[7]。

圖2 資源接入信息流架構示意圖

4 應用情況

目前該源網荷儲結構已經小范圍投入使用，根據對近7個月的實際應用情況分析可知，優化后系統內的新能源消耗量從優化前的86.4%提升到了目前的97.4%，消納率提升了11.3%。通過對系統調度方案和系統通信邏輯的優化，系統運行時的調度準確性比優化前提升了11.4%，調度及時性比優化前提升了43.7%。

5 結論

針對新能源發電接入電網系統后導致電網隨機性、波動性增加，現有調度方案無法滿足調度準確性和及時性的不足。提出了一種新的源網荷儲智能化調度控制系統，通過將市場響應機制和系統控制邏輯相結合的方案，實現了對新能源入網的有效調度，實際應用表明：

1）“雙重導向，雙重市場”的響應機制主要包括電廠參與響應機制、負荷側資源參與機制和峰谷電價激勵機制。能夠引導新能源客戶主動改善，降低對電網系統工作穩定性的影響。

2）新的源網荷儲調度系統，主要包括調控層、聚合層和資源層三個部分，能夠實現扁平化控制，減少中間轉換環節，提高系統的調節效率和可靠性。

3）系統的可調節資源接入調度系統的方式共有3類，能夠有效保證數據信息的準確性。

4）優化后系統內的新能源消納率提升了11.3%，運行時的調度準確性比優化前提升了11.4%，調度及時性比優化前提升了43.7%。