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增强全国联网能力 适应未来风电大规模发展需要

2015/2/9 11:12:52
文章来源:网络

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  ——访国网电力科学研究院院长肖世杰  

  实现电网调度一体化,一方面有利于保证电网安全与经济运行,预防类似印度大停电事故的发生;另一方面,也是加快风能等新能源的开发利用、提高电网消纳新能源能力、保障我国新能源产业持续健康快速发展的重要举措。

  记者:在我国,风电并网和消纳难题的症结何在?要从根本上解决大规模风电并网和消纳问题,电网调度和管理应当遵循何种思路?

  肖世杰:风电出力的间歇性和波动性特点是导致风电并网及消纳困难的根本原因。要有效解决这一难题,需要从电源结构、电网结构和电网调度运行等方面着手。

  我国风电资源主要集中在“三北”(东北、西北、华北北部)地区,其风电并网装机容量占全国风电总装机容量的90%,但该地区以火电为主,且多为供热机组,电源结构单一,互补能力不强,系统调峰、调频资源不足,难以实现大规模风电就地消纳。

  我国生产力水平与包括风电在内的一次能源资源呈逆向分布,这客观上决定了我国能源发展必须走集中开发、大范围资源优化配置的道路。加快建设以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,有利于在更大范围内实现大规模风电消纳。

  电网集电能传输、市场交易、优化配置等功能于一体,具有典型的网络特性和显著的规模经济性,且发电、输电和用电必须瞬时平衡,在客观上就要求电网实行统一调度、统一管理、全国联网。风电的大规模接入使得这一要求变得更为迫切。充分发挥我国电网统一调度和管理的优势,实现电网调度一体化,一方面有利于保证电网安全与经济运行,预防类似印度大停电事故的发生;另一方面,也是加快风能等新能源的开发利用、提高电网消纳新能源能力、保障我国新能源产业持续健康快速发展的重要举措。

  为有效解决我国大规模风电的并网和消纳问题,国家电网公司确立了“建设大基地、融入大电网”的工作思路,加快坚强智能电网建设,加强统一调度和统一管理,充分利用现有的跨省、跨区输送通道,通过全局优化调度,增强系统调峰、调频能力,在大范围内实现风电的并网和消纳,有力支撑风电基地的大规模建设和风电资源的高效利用。

  记者:目前我国在解决大规模风电并网和消纳方面开展了哪些工作,在电网统一调度和管理方面取得了哪些突破,具体成效如何?

  肖世杰:近年来,国家电网公司认真贯彻落实国家能源战略部署,积极履行社会责任,组织了国网电力科学研究院等系统内的一流科技力量,集中攻关、协同创新,在标准规范、技术创新、产品开发、示范工程应用等方面取得了一系列突破,为电网开展统一调度和管理提供了支撑和保障,提升了风电等新能源的并网和消纳水平。

  在标准规范方面,国家电网公司高度重视风电标准体系建设,编制了22项企业标准,颁布《风电场电气系统典型设计》《风电场接入电网技术规定》《风电调度运行管理规范》,填补国内风电标准空白,推动了国家和行业标准出台。

  在技术创新方面,一是围绕“一体化共享的信息支撑、多维协调的安全防御、精细优化的调度计划和规范的流程化高效管理”四条主线,构建了统一调度和管理的基础平台,实现了实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理四大类应用的横向集成,以及各级调度电网模型、数据等的纵向贯通,形成了广域分布式共享和协调运作的调度和管理体系;二是深入开展大规模新能源并网调度运行技术的研究,着力解决了风电的功率预测、数据监测、接纳能力评估、调度计划及实时在线控制等问题;三是开展风电机组低电压穿越等风电场安全运行和监控技术研究,构建了与电网调度系统无缝对接的风电机组/风电场控制一体化解决方案。

  在产品开发方面,重点建设新一代智能电网调度技术支持系统,并同步部署了一系列的风电调度运行试点工程。目前国家电网实现了国调、分调、省调一体化的风电调度与管理,包括风功率预测、风电运行监测与控制、风电接纳能力评估、多源协调调度计划以及风电运行在线分析及事后评估等,并具备了对风电基地的远程控制功能,为风电等新能源的统一调度和管理提供了整体解决方案。

  示范工程方面,在张北建设了国家风光储输示范工程,这是世界上第一个集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体,综合开发利用新能源的创新工程,掌握了一批具有自主知识产权的创新成果,为国内主要类型的风机提供了实验平台,破解了我国新能源规模化发展的技术瓶颈。

  依托新一代智能电网调度技术支持系统,国家电网公司加强统一调度和统一管理,多措并举,着力提升风电并网和消纳水平。一是充分挖掘省级电网调峰潜力。科学安排调度运行方式,统筹火电、水电机组运行,最大限度地实现风电在省级电网的就地消纳。“三北”电网各省调通过水电、火电(含供热机组)、抽水蓄能实现与风电的互补运行,取得了显著效果。二是充分发挥大电网整体消纳风电的能力。通过优化区域电网的运行方式,实现风能资源跨省区调度和大范围消纳。东北、西北电网建设了风电功率自动控制系统,每5分钟动态调整风电计划,最大限度地利用跨省通道输送风电。三是全面提升风电运行监测水平。建立风功率预测系统,实现了风电可监测、可预报、可调控。建成覆盖26个省、全部570座风电场的新能源调度监测网络,实现了风电场与电网互联互通。

  记者:未来,要适应我国风电大规模发展、大规模并网的需要,在调度运行技术方向上还面临哪些挑战,调度管理还需要在哪些方面进一步提升?

  肖世杰:尽管我国风电发展成绩显著,但随着开发规模的不断扩大,我国风电发展还面临着一些新的挑战。

  目前的关键问题是大区之间的联系还很薄弱,没有形成全国统一的大市场和与之相适应的全国联网能力,难以适应未来风电大规模发展和在更大范围优化配置的需要。按照“建设大基地,融入大电网”的发展思路,国家电网公司提出了各风电基地省内电网建设方案和区外电力消纳电网方案,将“三北”风电基地和“三华”电力市场规划为一个整体,为实现我国风电发展目标提供了全面完整的实施途径。

  一是加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网。对“三北”地区丰富的风电资源、太阳能资源、煤电资源实施综合开发、互济配合、“打捆”外送,在全国范围优化配置,弥补“三北”地区灵活调峰电源不足的局限,提高风电的消纳能力和电网的安全承载能力。

  二是加强科技创新,深化统一调度和管理的技术支撑。进一步优化风、火、水各类电源的互济调度能力;建立多周期、多级调度、安全、经济、一体化发电优化调度框架,实现不同时间尺度全过程发电闭环控制,不断提升新能源消纳能力;建立适应大规模风电集中接入的电网安全稳定防御体系,保障大电网调度运行的在线安全预防预控能力和经济运行水平;进一步建立健全风电技术标准体系和运行管理机制,完善风电场接入电网、风电调度管理、入网检测等标准规范,推进风电产业的科学有序发展。

  三是推动产业升级,提升新能源产业的发展水平。从技术、产品、产业链上全面推进风电等新能源装备制造业向智能化、高端化和集成化方向发展,推进关键装备的国产化和系统化水平,提升行业的整体解决方案能力,为新能源产业发展提供安全可靠的先进装备支撑。

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