清洁能源联合优化调度

任亮

摘要：恩施地区水、风电资源丰富，均为水、风、光、生物质等清洁能源发电，但电网结构薄弱，电力供应丰余枯缺矛盾突显，结合电网实际情况，开展水电及新能源电厂联合优化调度，通过“接入数据标准化建设”、“自然资源耦合性分析”、“电网风险安全性分析”三大手段及“发电计划智能管理”、“计划安全校核管理”两大核心管理流程，优化发电资源联合调度，在电网电力外送卡口，部分断面卡口的情况下，有效减少了弃风、弃水的发生，保证了电网安全稳定运行，大幅提升了地区清洁能源发电效益。

关键词：标准化；耦合性；安全性分析智能管理；安全校核；

恩施地区地处山区，经济欠发达，属于贫困地区，工业滞后，用电负荷较小，但地区水、风能资源丰富，清洁能源发电电力充足，特别夏季丰水期，小水电出力大，电力消纳基本以外送为主。但恩施地区电网结构单一，仅通过一座500kV变电站外送电力，通道卡口严重，为保证清洁能源电力外送，只能通过内部挖潜，结合地区发供电特性，建立清洁能源与地区电网计划管理模型，提升清洁能源发电效益。

一、超前预控，结合电网实际，计划提前安排

1、督促发电厂开展设备自查，及时发现设备隐患，并根据情况制定相应整改措施，地调会同有关部门跟踪检查电厂自查整改情况，对电厂未按要求整改问题依照相关管理规定作出处理。

2、结合年度、月度检修计划，协调网厂合理实施检修计划。根据地区发电出力特点，结合电网实际，在年度、月度检修计划中合理作出相应安排，尽量避免在水电、风电出力较大的周期开展检修，同时协调各单位、各部门做好检修安排，在检修计划调整中能够按照调度安排及时进行相应配合，安全高效的完成检修计划，避免重复、超周期检修对发电造成影响。

二、整合厂站数据，实现接入数据标准化管理

1、以自动化系统为平台，实现清洁能源数据全接入

1）依托D5000智能电网技术支持平台，接入地调直调水电站、风电厂、生物质电厂相关自动化运行信息。水电厂及生物质电厂接入信息包含电站升压站内设备遥测、遥信及机组运行信息；风电厂接入信息包含厂站端设备遥测、遥信及集电线路相关信息；通过D5000平台整合相关数据，实现了水、风、生物质发电数据实时在线监测。

2）依托水情水调自动化系统，实现了恩施地区小水电数据全接入。恩施地区水资源丰富，小水电站数量较大，且分布广泛，大部分小水电地理位置偏僻，信息通讯不便。要求各电站根据自身调节能力建设相应水情水调自动化分站系统将相关水情信息接入地调水情水调自动化主站系统，县调小水电站通过小水电采集装置将有功、无功、电量等数据上送地调水调自动化主站系统，实现地调对地区所有发电数据的可视化。

3）实现水情水调自动化系统与D5000系统数据共享。结合新建D5000智能电网技术支持平台，做好数据互通，结合两套系统各自不同特点。取长补短，为做好清洁能源优化调度提供高效的数据支撑。

2、以监控信息为参照，开展接入数据标准化建设

1）参照电网监控信息标准化管理要求，对发电厂站端接入数据开展标准化管理，对接入清洁能源发电厂信息进行分类管理，对不同发电厂类型上送信息制定不同类型上送标准化模板，实现接入信息统一化、标准化；

2）参照自动化数据相关管理规定，对接入数据时间间隔、上送原则，数据精度按相应规定作出统一要求，实现不同类型数据的一体化、标准化。

三、开展山区水、风电耦合特性分析

1、恩施州水、风电资源富集，近年来，清洁能源开发力度不断加大，电网装机容量呈现突破性增长。水风电叠加发电时，外送卡口严重，造成电厂大量弃水弃风，不符合国家可再生能源收购政策，各方经济效益也受到严重影响。通过与气象部门合作，根据历史数据研究总结山区水、风电资源特性，有效化解其随机性对电网运行的影响，提高水风电发电量。

2、在气象学上，水、风都是自然现象，“风之起，则雨之将至”，说明风是下雨前的不充分预兆，是雨的使者，一般情况下，风与雨都会伴生而来。在地理学上，在我国，“东风”和“东南风”有吉祥之意，预示会带来降雨，风调雨顺。在中原和西南部地区，有民谚曰：“东南风、雨祖宗”，也说明偏东偏南风大多与雨伴生。在资源特性上，恩施州风电都集中于利川市齐岳山系，该山脉位于恩施州的西北部，来风主要以东南风、西南风为主。恩施地区水电主要分布在清江及其支流忠建河、马水河、云龙河等，乌江支流唐崖河、郁江等，均位于齐岳山的东部和南部。通过恩施州来风和降雨实际情况，找出风和雨的伴生规律，研究其耦合特性。在一个完整的风雨耦合过程中，首先是起风，风电大发，然后风力减弱，出现降雨，经产流汇流形成径流，进入水库或引水前池，水电厂通过发电来消落水位，直至下一个循环开始。在汛期电网调度中，通过风、水电的不同发电特性和时间差，可以较好的进行发电调节。来风之前水电尽量消落水位，来风后减少水电出力，让出空间满足风电大发，降雨后风电出力减小，水电加大出力，保持外送负荷满足电网稳定极限约束要求，且维持高负荷率运行，满足不同清洁能源送电需求。

四、结合电网风险分析，进行发电计划智能化管理

风能是间歇性能源，风电场输出功率具有很强的随机特性，给电力系统计划管理带来了很大困难，同时也给电网安全稳定运行带来了很大风险，通过水风电发电计划智能化管控，优化水风电联合运行，有效减小了风电随机波动对电力系统不利影响。智能化的发电计划管理体现在以下几个方面：

1、调度发电计划的核心业务是安排月、日前、日内等不同周期的电力电量平衡，安排机组的电量计划、开停机计划和出力计划。发电计划智能化管理，通过对发电计划的闭环控制，从而提高发电计划跟踪电网结构、负荷需求、来水情况、风力预测、燃料供应等因素变化的能力，全面实现发电计划的精益化管理。

2、调度发电计划中的负荷、来水、新能源发电能力等的预测应结合经济发展、气象以及其他各类信息来源，以智能化的模式识别方法为手段，全面实现高精度的电网系统负荷、来水预报以及新能源发电能力的预测，为发电计划的制定提供高精度的条件，提高发电计划的合理性。

3、统筹兼顾，智能化协调发电计划的多重目标。制定发电计划时统筹兼顾安全与经济、经济与节能、效率与公平、全局与局部利益等诸多因素，采用相应的智能化方法，实现兼顾各方利益、体现轻重缓急、远近结合、保证安全的整体发电计划的优化决策：并根据发电计划的综合效用情况，动态协调各优化目标，提高各方的发电效益。达到全面优化调度的目的。

五、计划安全校核

计划安全校核是对发电计划数据、负荷预测数据以及检修计划数据等，进行统筹综合分析，综合考虑大电网运行方式、局部电网运行方式、断面约束条件等并进行目标优化，确保机组调整后断面不越限，不影响电网的安全稳定运行，通过安全校核的计划方案即可按流程下发给电厂执行。

结语

电网安全，才能保证清洁能源的发电效益。坚持这一理念，不断提升电网安全运行管理水平，从而有力保证了清洁能源发电厂效益，实现网厂共赢。

参考文献：

[1]许自达.水电站水库调度与运行管理[M].北京：水利电力出版社，1994.

[2]王本德.水库模糊优化调度[M].大连：大年理工大学出版社，1990.