電網安全和調度公平性的新能源調度方法

蘇捷 車紫瑩

摘要：為了能夠有效地減少新能源棄風和棄光電量的損耗，并有效提升新能源電源的消納，進而有效的保證電網調度的公平性，并提高電網的安全系數。本文對基于電網安全和調度公平性的新能源調度方法進行了探討。

關鍵詞：新能源;棄風;棄光;調度

1新能源的定義

1980年（庚申年）聯合國召開的“聯合國新能源和可再生能源會議”對新能源的定義為：以新技術和新材料為基礎，使傳統的可再生能源得到現代化的開發和利用，用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環境有污染的化石能源，重點開發太陽能、風能、生物質能、潮汐能、地熱能、氫能和核能（原子能）。新能源一般是指在新技術基礎上加以開發利用的可再生能源，包括太陽能、生物質能、風能、地熱能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面與深層之間的熱循環等;此外，還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等，而已經廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能等能源，稱為常規能源。隨著常規能源的有限性以及環境問題的日益突出，以環保和可再生為特質的新能源越來越得到各國的重視。在中國可以形成產業的新能源主要包括水能（主要指小型水電站）、風能、生物質能、太陽能、地熱能等，是可循環利用的清潔能源。新能源產業的發展既是整個能源供應系統的有效補充手段，也是環境治理和生態保護的重要措施，是滿足人類社會可持續發展需要的最終能源選擇。隨著技術的進步和可持續發展觀念的樹立，過去一直被視作垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識，作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用，因此，廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。

2新能源的棄風、棄光原因

2.1缺乏可再生能源的市場體系

雖然我國逐漸出臺了一些相關的法律法規，如《可再生能源法》等，給新能源市場管理確立了明確的法律規范。但實際上，由于執法力度不足、缺乏相應的管理機制，這些法律法規在現實中并未得到廣泛的執行，使得對于可再生能源的相關規定成為象征意義大于實效性的一紙空文。此外，目前已有的可再生能源法規政策本身也不夠完善，在很多具體的執行策略上并沒有進行明確的規范。例如在項目規劃、審批、資金安排以及價格機制等工作中，沒有確立全局性的協調策略，而在對大型項目的規劃和決策上，也缺乏清晰的規范。另外，對某些新能源的壟斷行業，還未進行責任承擔、權利范圍、義務等方面的明確規定;可再生能源市場還未建立第三方監督機制;可再生能源的相關產品缺乏檢測認知體系等，也都是目前可再生能源法規存在的問題。

2.2發展規劃不科學

隨著能源短缺問題的愈發嚴重，我國對于新能源的開發與應用也越來越重視，新能源也在國家政策的支持下實現了飛速發展，大量的光伏、風力發電站建立起來，相應的電力系統與電網也逐漸得到了完善。但在新能源發展的同時，相應的戰略規劃與發展機制卻受到了忽視，由于缺乏規劃，對于新能源的設施建設與電力系統管理仍按照傳統能源的建設方法和管理措施進行，這不僅讓新能源的發展脫離實際、缺乏科學性，其發展布局也與常規能源的規劃產生了較大的沖突，給我國能源發展造成了極大的阻礙。

2.3電網智能化水平不高

風能、電能等新能源受自然條件的影響較大，具有間歇性與隨機波動性的特點，因此新能源資源往往會集中分布在自然條件較為合適的區域。這對于新能源資源較少、調峰調頻能力較差的地區來說，想要實現新能源的輸送是十分困難的。風力發電、光伏發電的瞬間變化較大，而目前的電網智能化卻比較低，這會給電力輸送的穩定性造成很大的隱患。具體來說，在風力發電與光伏發電受到影響時，由于儲能技術過于落后，常規發電速度又比較慢，因此很難通過存儲的電能來填補電能輸送缺口。可以說，風能、光能等可再生能源的大規模消納需求，使電網運行、并網控制、電網功率預測等工作都承受著巨大的壓力，同時由于目前電網運行控制技術的落后，風能電、光能電始終無法實現并網，這在新能源大規模快速發展的今天，對電網運行的穩定性十分不利。

3新能源調度方法流程

該方法分別考慮了調度日前發電計劃和實時發電計劃兩個階段，其中兩個階段分別包含了兩個層次，具體流程如下。日前發電計劃階段：首先，要對風力發電場、光伏發電站的日預報功率、負荷預測、電力輸送安排計劃進行充分的考慮，建立其多目標函數，降低系能源電能的棄風率和棄光率，并將洗能源的輸送通道最大化的利用起來，進而制定出科學的日前發電計劃。其次，要根據新能源電網具體運行情況，為新能源涉網工作建立完善的評價機制，之后再根據新能源的涉網機制來重新分配新能源電源，具體分配需參考日前發電計劃，并保證棄光率與棄風率的一致。實時發電計劃階段：通過兩種層次調度模型來實現：第一層次調度模型主要是以光伏電站與風電場實時的功率預測、外送電數據以及統調負荷等數據為依據建立起來的多目標函數。第二層次的調度模型的公式表達如下：

式（1）中的Nits表示的是在第i個新能源電站中的第t個調度時間段的實時預測功率，Mts表示的是在第t個調度時間段內新能源電站中電源可以實時提供的最大發電空間。在此模型中，新能源電源實時的發電計劃雖然依然受限，但是卻能夠很好地協調兼顧新能源電源實時的涉網工作評價得分及各個電源的發電能力，有效地保障了以風電和光伏發電為代表的新能源發電調度公平性。圖1為新能源調度方法流程圖。

其中新能源電源涉網工作評價機制如下：

選取風電、光伏電站功率準確率及調度業務工作評價項目作為參評項目。調度業務工作評價項目各單項總分為l，各參評項目比重由調度根據實際工作需要制定。各風電場總得分為：

上式（2）-（6）Ain為第i個風電場第n個參評項目得分，Bn為第rt個評價項目占總得分比重，m為評價項目個數，a為第i個風電場總的評價得分。

4結束語

隨著新能源的不斷發展，新能源的調度方法的重要性正在逐漸提高。本文以風電、光伏發電等新能源作為調度對象，對新能源的棄風、棄光原因進行了分析，在保障電網安全與調度公平性的基礎上，提出了新能源的調度方法。

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[4]高佳，肖迎群.風、光、燃、儲多源互補微電網的日優化運行[J].科學技術與工程，2019，19（15）：136-142.作者介紹：蘇捷（1995.1.14—）;男;福建晉江;漢族;大學本科;助理工程師;調度值長;研究方向為電力系統經濟調度;國網福建省電力有限公司泉州供電公司。