金沙贵宾会官网关于分散式风电负荷消纳的几点思考

金沙贵宾会官网,近年来,我国各地分布式电源发展迅速。国网河北电力以河北南部地区为样本,分析预测分布式电源发展趋势,为智慧能源系统构建提供参考。

在风能资源富集地区经过多年的大规模开发,且在弃风顽疾难以解决的情况下,分散式风电就成为了可持续发展的重要补充,国家也陆续出台了一系列政策力挺分散式发展。一些地方省份也出台了分散式风电规划,在规划中,大部分编写单位对负荷消纳采用了同级电压接入系统的负荷的约60%作为估算,但在实际现实中,某分布式光伏项目应用于某稳定的用电负荷60%后,余电上网量超过了光伏发电量的5%以上,也相当于分散式风电有5%以上弃风损失。
因此,分散式风电负荷消纳,成为业主投资商,最为担心的问题。基于上面原因,小编就聊聊如何促进分散式风电负荷消纳技术问题进行探讨。
一、储能技术
风电具有随机性、间歇性和波动性的特点,是造成弃风限电的根本原因。储能技术是电网调峰和促进可再生能源大规模应用的重要手段,同时将促进电网的结构形态、规划设计、调度管理、运行控制及使用方式等发生变革,应用于电力系统的发、输、配、用等各环节。如果应用于分散式风电,效果更佳,通过抑制爬坡、跟踪日期调度计划出力及功率控制等措施实现;提高风力发电及用电的可靠性、稳定性。
2018年1月31日,历经近3年的筹备、策划和实施,明阳分布式能源系统技术正式开花落地——黑龙江大庆基于大数据的风机储能智能发电系统项目顺利通过专家组评审!该项目以大数据和智慧能量管理软件为依托,实现了风力发电与储能的综合协同控制。本项目是分布式风电加储能的典型案例。
二、调度优化技术
过去,在风电发电不稳定期间进行快速调峰;调度开发应用具有实用性的能源储存设备,在分散式风力发电电力过剩时储存电能,而在功率缺失而用电负荷高峰时段作为备用电源。这种调度方式对分散式风电并入电网后的带来的不确定性有较好的规避风险作用,但是同样存在短时间难以应用,投资成本过高的问题。
目前多采用对间歇性分散式风电并入电网后保证电力平衡的有效方法之一就是引入侧响应机制。将多种间歇性能源发电进行高效综合利用,整合资源,互为补益,对提高供电的整体应变能力,提升供电的可靠性有着重要的作用。分散式风电电源并入电网后,对电网的电能质量、频率控制、电压调整、安全性和稳定性等造成多方面的影响。多目标优化电网调度模式,对能源结构进行资源整合再利用,最大限度利用火电等常规能源调峰能力,充分发挥抽水蓄能电站作用,采用先进手段控制分散式风电场有功出力,加大不同电网调峰互济与跨区电力交易规模,从而发挥分散式风电绿色环保、可持续利用的优势,降低分散式并网带来的负面效果。
三、微电网技术
微电网是小型的电力系统,具备完整的发、输、配、用等功能,可以实现局部的功率平衡与能量优化;微电网又可以认为是配电系统中的一个“虚拟”的电源或负荷。现有研究和实践表明,将分散式风电以微电网形式接入到电网中并网运行,与电网互为支撑,是发挥分散式风电效能的有效方式,有助于电网灾变时向重要负荷持续供电,避免间歇式电源对周围用户电能质量的直接影响,同时有助于可再生能源优化利用和电网的节能降损、削峰填谷等。
四、虚拟同步机技术
虚拟同步机是聚合优化“网源荷”清洁发展的新一代智能控制技术和互动商业模式。该技术模式,能够在传统电网物理架构上,依托互联网和现代信息通讯技术,把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源相聚合,进行协同优化运行控制和市场交易,实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动,对电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。这是适应能源生产和消费革命的国际主流趋势,构建广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新一代电力系统的关键组成部分,为破解清洁能源消纳的世界性难题和低碳能源转型提供前瞻解决方案。
2017年12月27日,具备虚拟同步机功能的新能源电站在位于河北张家口的国家风光储输示范电站建成投运。虚拟同步机技术能够使新能源机组由“我行我素”的“自转”变为“协调统一”的“公转”,主动支撑电网频率、电压波动,有力保障电网安全稳定运行。
相信未来很快“虚拟技术”应用于分散式风电项目中。 五、总结
上面的几种技术,由于经济性的原因,还没有大面积的推广及应用,随着技术不断的创新,会变为新的现实:“风电的发展看分散式风电、分散式的未来看微电网”。

我国新能源资源丰富,具有大规模开发的资源条件和技术潜力。同时,在全球加强合作、推动创新的共同愿景下,作为新的经济增长点,可再生能源行业前景较为可观,推广发展新能源产业势在必行。

近年来,河北省南部地区受自然条件、居民分布结构、京津冀大气污染防治等因素影响,基于新能源的分布式电源发展迅速,装机容量年均增长率超过300%。国网河北电力梳理现行政策,摸排新能源及分布式电源发展现状,分析预判分布式电源发展趋势,提出新能源及分布式电源的发展建议,为新能源体系构建提供科学参考。

政策利好助推分布式电源可持续发展

国家新能源战略的布局实施及相关政策的制定和发布,为分布式电源的建设和推广夯实了制度保障,促使分布式电源取得长足发展,呈现出“点多面广、局部高密度并网”的态势。近三年来,我国分布式电源年均增长率超过100%。

2017年,国家发改委和能源局联合发布《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》等多个文件,正式启动分布式发电市场化交易试点建设。河北省政府积极响应,发布《关于开展分布式光伏发电市场化交易试点的通知》,制定分布式发电市场交易实施细则,对可以参与市场化交易试点的电站规模、交易方式等作出详细规定。统筹接入和消纳能力等因素,分布式光伏发电资源和场址主要选在河北南部地区,既能就近消纳,又能保障分布式光伏发电市场化交易的收益率。预计后续试点选择,将优先考虑消纳能力富余的区域。

光伏扶贫作为国务院扶贫办“十大精准扶贫工程”之一,实现了扶贫开发和新能源利用、节能减排的有机结合。国家能源局发布的《关于可再生能源发展十三五规划实施的指导意见》提出了光伏新增的建设指标,多数省份,如山东省、河北省、山西省、内蒙古自治区等,将新增建设指标全部用于光伏扶贫项目。

新技术新模式将改变分布式电源的发展趋势

新技术会引领分布式电源的发展。在分布式电源并网中,储能装置可以通过适当充放电平滑电源的输出功率,从而减少分布式电源接入时的冲击或波动。分布式电源与储能技术的结合,将大大提高系统能源利用率和经济性。

此外,对分布式电源起促进作用的还有智能并网技术的应用。在清洁能源大量接入时,采用虚拟同步机技术的电源与负荷,均能自主参与电网运行和管理,具备与同步机组一致的运行机制,以抵御外部扰动对同步系统的干扰。

分布式电源的优化布局及灵活高效并网,是雄安新区绿色能源发展的重要任务之一。河北南网将以雄安新区为引领,以技术的探索和突破驱动新区能源系统的构建,以思维的创新和迭代完善新区能源体制机制。雄安新区将成为新能源与分布式电源新技术、新管理、新模式的孵化器与试验田,从而建立起以清洁低碳为发展方向、以电为中心、以智能电网为配置平台的能源系统。

新的模式会激发分布式电源新动能。电网的灵活性是新能源消纳的核心,电力辅助服务是提高电网灵活性的手段之一。2017年11月,国家能源局发布了《完善电力辅助服务补偿机制工作方案》,提出实现电力辅助服务补偿项目全覆盖,鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务,允许第三方参与提供电力辅助服务。从长远来看,辅助服务将作为大规模储能参与电网调节的突破口,成为新能源、储能等产业快速发展的新动能。

构建安全可靠、集约高效、清洁低碳的智慧能源系统

针对分布式电源快速发展的现状,应基于传统能源系统,运用先进信息技术、智能管理技术,整合气象数据、电网数据等,展开大数据分析,深度耦合信息系统与能源系统,实现“源-网-荷-储”协调发展、集成互补,构建安全可靠、集约高效、清洁低碳的智慧能源系统。

源:加强虚拟同步发电机技术应用。虚拟同步机包括风机、光伏、储能虚拟同步机等,此技术的应用模式主要为新能源并网、柔性直流输电等。风电虚拟同步机,建议采用转子动能释放控制策略,即在风电机组的主控系统中增加虚拟同步发电机功能算法,投运后需与区域电网中的火电、水电调频协调控制,以降低电网频率二次扰动风险。光伏虚拟同步发电机,建议采用模拟转子运动方程控制策略,推荐锂电池作为附加储能单元的电池选型,投运后应进一步完善参数设置,增强光伏虚拟同步发电机调频支撑能力。储能虚拟同步机,建议对风机和光伏逆变器配置电站式虚拟同步机,推荐全功率变流器并采用电压控制型拓扑结构,关键控制参数需优化整定以规避低频振荡等风险。

网:论证开展新能源并网实时监测。基于投资主体、电网企业等评价视角,探索开展新能源并网专题监测,建立“政府-电网-企业”三方联动机制,将风电、光伏电站作为主要监测对象,在并网实施、电站运行、成效评价等环节,深度梳理新能源并网的价值点和风险点,按地区、新能源类型、接入电压等级、并网时间、消纳方式等维度,从新能源并网规模、新能源电站运营及收益、新能源电站并网效率、新能源替代电量效益、新能源消纳、新能源并网适应性、分布式电源向电网售电七个方面,系统性监测新能源及分布式电源情况,进而逐层逐级可视化展现新能源发展及运行状态,为规划、电网运维、行业发展乃至政府决策提供科学参考。

荷:共享互联网思维负荷管理研究。落实国家电网有限公司“三型两网”建设部署,根据“打造共享型企业”工作要求,依托大数据等技术手段,统筹源网荷储综合发展考量,以电网为载体,推动负荷-电源-储能更精准联动,实现整体经济最优解,提高新能源消费比例。创建更友好接口端口,活跃用户互动性,引导用户在峰谷恰当消费,吸引后者加入电力调峰和新能源电力消纳,从而实现新能源整体消纳能力的提升,确保电网经济运行,提升客户满意度。

储:持续推动储能技术的深入应用。储能技术是能源互联网、分布式发电等发展必不可少的支撑技术之一。主网应用方面,在电网合适位置建设一定容量的储能装置,能够削峰填谷、提升电网安全性和稳定性。

预测到2020年后,大规模储能项目商业化应用均具备经济可行性,优先推荐锂离子电池和全钒液流电池技术。配网应用方面,通过在配电侧或用户侧设置不同层级的分布式储能装置,可提高配电及用电侧供电可靠性;同时,将分布式储能与电解制氢等技术深度结合,能提升接纳分布式电源能力,为农村清洁取暖和用户侧负荷控制开拓更广阔的发展与服务空间。能源结构方面,储能装置作为能源互联网中不同能量形式之间高效转化、时空转移利用的支撑平台作用更加凸显,在发电侧、需求侧、辅助服务及输配电网络有机互联层面提供了新的可能性,能够带动相关产业链发展,形成良性循环。

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