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联合统一调度:为新能源消纳探新路

导读: 面对消纳难题,西北电网一直在探索出路。过去,新能源还未呈现井喷式发展,西北电网的电力调控的组织形式是先实现省内平衡,再由西北电网统一协同。

今年上半年,国家电网公司贯彻习近平总书记关于“积极发展清洁能源,推动形成绿色发展方式和生活方式”的重要指示,落实国家关于解决清洁能源“三弃”问题的要求,积极促进清洁能源消纳,服务新能源发展措施有力,解决“三弃”问题成效明显。本文以西北电网为例,深入报道其通过开展风光水火联合统一调度,促进清洁能源消纳的有益探索。

新能源的发展摆在一个巨大的天平上。天平一端放着新能源装机总量,另一端则是全国用电需求。“十二五”期间,新能源装机快速增长,年均增长42.2%。而我国经济进入新常态后,用电需求增长放缓,“十二五”期间全社会用电量的年均增速仅为6.3%。

用电市场无法支撑新能源装机的快速增长,在新能源集中的“三北”地区,供大于求的矛盾更加突出。体量巨大的新能源像是一个沉重的负担,也成为新能源消纳难题的主因。重压之下,电力调度控制手段的创新,为天平的另一端增添砝码。

今年上半年,国家电网公司大力开展全网统一调度,加强可再生能源跨区现货交易,挖掘电网调峰潜力,促进新能源大范围配置和消纳,经营区域分别消纳风电、太阳能发电1302亿千瓦时和483亿千瓦时,同比增长21%和78%;弃风弃光电量同比下降18%,弃风弃光率下降6.9个百分点。半年里,公司服务新能源发展措施有力、解决“三弃”成效明显,这些都在西北电网得到了印证。

面对消纳难题,西北电网一直在探索出路。过去,新能源还未呈现井喷式发展,西北电网的电力调控的组织形式是先实现省内平衡,再由西北电网统一协同。然而,随着新能源装机不断增加,西北各省省内平衡能力逐渐变弱,旧有调度模式无法满足新能源大规模消纳需求,只有在更大范围内运用风光水火联合统一调度手段,才能进一步优化能源资源配置,破解新能源消纳困局。

上半年,西北新能源发电量528亿千瓦时,同比增长39.1%;发电占比15.9%,同比提高3.1个百分点;弃电量155亿千瓦时,同比降低17.3%;弃电率22.7%,同比减少10.4个百分点,新能源消纳实现“双升双降”目标。

优先调度新能源

在青海海西蒙古族藏族自治州,柴达木盆地以北,新疆、青海、甘肃三省交界处,一个名叫鱼卡的小乡村,在地缘上与西北新能源消纳息息相关。

鱼卡西面集中了西北地区大部分新能源资源,哈密、酒泉千万千瓦级风电基地均驻扎此地。由于我国能源资源逆向分布,且“十二五”以来用电需求增速趋于放缓,西北地区无法实现就地平衡,亟需外送满足新能源消纳。鱼卡是西北新能源往东外送的必经之地,在鱼卡北面,有天中、祁韶两条特高压直流线路。“挤”着上网的新能源电量汇聚鱼卡、居高不下,使其成为紧张的电力抢夺环节,在整个西北电网是“兵家必争之地”。因此,如果从鱼卡东面画一条弧线,穿过敦煌、莫高、酒泉、河西四地,将与鱼卡组成一个巨大的扇形,这个扇形就是制约西北地区新能源消纳的通道断面,被电力专业人士称为“四鱼断面”。

“断面以东好比一个巨大的蓄水池,只有将西边源源不断的水安全送过来,我们才能利用风光水火统一调度,有序分配蓄水池里的存量水。”国网西北电力调控分中心主任张振宇说,现实情况是,天中直流年度计划355亿千瓦时,祁韶直流年度计划65.9亿千瓦时,全部由甘肃组织送出。而今年西北地区的新能源装机预计将达8100万千瓦。除了就地平衡和通过特高压交流线路送往东部消纳的电量,大多数新能源都依赖线路外送。

如何更大程度地发挥调度作用、促进新能源消纳,是摆在电力调度面前的现实问题。当甘肃、新疆、青海三省同时要求外送新能源,如何解决拥堵难题?

“最好的办法是将本省的‘风光’和外省的‘水火’放在一个篮子里,从点、线、面上统筹考虑,取长补短,探索最适合新能源输送与消纳的统一调度模式。”张振宇告诉记者,“点”上的办法是主控制区置换。主控制区是指西北电网直接调管的优质大型火电和水电,置换的目的是将新能源大省的火电开机减至最低,为新能源发电做准备。当某省新能源不足时,利用主控制区发电补足新能源发电缺口,等该省新能源大发时再减少主控制区出力完成置换。截至7月26日,今年西北电网主控制区电量置换共计完成2108笔,增发新能源30.45亿千瓦时。

从“线”上看,国网西北电力调控分中心利用西北各省省间差异,加大新能源外送力度和消纳力度。以甘新通道互济为例,甘肃、新疆新能源外送均受“四鱼断面”影响,当出现外送拥堵,优先输送新能源大发省份的电量,两省实现互济交易,尽可能把通道送满,提升联网通道利用率。

“如果把外送通道比喻成高速公路,两省新能源是等待排队通行的两支车队,那调度就是交警。我们会让车辆更多的队伍先行,以最大程度地提升公路的利用率。”张振宇说,从前开展电力日前交易,一般是按照预测结果给各省提前分配外送指标。然而预测结果不可避免地存在一定误差,导致通道利用率不高。实行甘新通道互济后,通道利用效率大幅提升,有利于新能源消纳。截至7月26日,今年甘新通道互济累计完成248笔,增发新能源3.03亿千瓦时。

如果从“面”上统筹考虑,必须通过统一调度保证现货交易开展,在新能源外送拥堵时制定公平合理的通道分配规则——“新能源优先、自用优先、外送均摊”。新能源优先即保障新能源优先调度。自用优先指的是在“四鱼断面”外送电量中,省内新能源消纳电量优先于跨省区新能源电量。外送均摊则是在保障自用优先的基础上,各省外送电量平分通道富余容量。

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