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隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，以光伏為代表的新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，帶來(lái)綠色電力的同時(shí)，也對(duì)電網(wǎng)供需平衡帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

衢州地區(qū)光伏資源豐富，光伏發(fā)電裝機(jī)占比已突破40%，高峰時(shí)段，衢州地區(qū)60%的供電都來(lái)自光伏發(fā)電。光伏電站有光即發(fā)，無(wú)光即停，有著顯著的“靠天吃飯”特性，這也導(dǎo)致了天氣一旦發(fā)生變化，電網(wǎng)供電能力將會(huì)產(chǎn)生大幅波動(dòng)。一般情況下，電網(wǎng)調(diào)度員只能在波動(dòng)發(fā)生后被動(dòng)應(yīng)對(duì)。

現(xiàn)在，這里的調(diào)度員們有了“水光儲(chǔ)互濟(jì)，提前預(yù)判，主動(dòng)干預(yù)”的新手段——7月25日，國(guó)網(wǎng)衢州供電公司水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)智能柔性精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)上線(xiàn)試運(yùn)行，通過(guò)水電、光伏、儲(chǔ)能等多種資源靈活接入與協(xié)調(diào)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)分布式電站由“獨(dú)立運(yùn)行，各管一家”向“余缺互濟(jì)，集群調(diào)控”模式轉(zhuǎn)變。

什么是“水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)”？

“水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)”是指利用水電與儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)特性，來(lái)平衡光伏發(fā)電波動(dòng)。簡(jiǎn)而言之，就是通過(guò)水電與儲(chǔ)能，在光伏發(fā)電能力較多時(shí)消納多余電能，在光伏發(fā)電能力不足時(shí)補(bǔ)足電能缺口。

電力調(diào)控是一項(xiàng)精細(xì)且復(fù)雜的工作策略，要讓隨機(jī)波動(dòng)的用電負(fù)荷與隨機(jī)波動(dòng)的發(fā)電電源達(dá)到平衡。以往，電網(wǎng)調(diào)控員主要憑借經(jīng)驗(yàn)，在波動(dòng)產(chǎn)生后調(diào)配資源，進(jìn)行“填填補(bǔ)補(bǔ)”，不能最大程度發(fā)揮源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同配合能力。

國(guó)網(wǎng)衢州供電公司以“水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)”為目標(biāo)，讓電網(wǎng)負(fù)荷資源“可觀(guān)、可測(cè)、可調(diào)、可控”，目前已匯聚衢州地區(qū)96萬(wàn)千瓦水電、光伏與儲(chǔ)能資源，將其融為一體進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度由日前調(diào)節(jié)向日內(nèi)調(diào)節(jié)，由事后調(diào)節(jié)向事前調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)變，準(zhǔn)確性和靈活性迎來(lái)了質(zhì)的飛躍。

準(zhǔn)確且完備的數(shù)據(jù)，是確保水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)智能調(diào)控系統(tǒng)“可觀(guān)、可測(cè)、可調(diào)”的首要要素。為此，工作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布置的數(shù)據(jù)采集裝置結(jié)合多種外部數(shù)據(jù)源充分采集水文、氣象及電網(wǎng)信息，匯集了3000多萬(wàn)條數(shù)據(jù)，形成了衢州地區(qū)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)數(shù)據(jù)資源池”。圖片

資源池內(nèi)不僅包括了衢州地區(qū)裝機(jī)容量、發(fā)電量、用電量，還包含了不同區(qū)域光照、溫度、濕度、降雨、水位、水流、流域、儲(chǔ)能值等，借助“北斗”的高精度定位，即使是偏遠(yuǎn)地區(qū)的水域情況以及氣象信息都能精準(zhǔn)獲取。

系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)感知并直觀(guān)呈現(xiàn)的形式，讓電網(wǎng)的實(shí)時(shí)負(fù)荷、可調(diào)能力、資源類(lèi)型等變得“隨時(shí)隨地一目了然、盡在掌控”。

開(kāi)展水光儲(chǔ)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)——可測(cè)

做到可觀(guān)只是第一步，緊接著，工作人員基于數(shù)據(jù)資源池內(nèi)的多重?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)與人工智能分析的技術(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)積累與算法迭代進(jìn)化，可以不斷提升電網(wǎng)、水電、光伏的預(yù)測(cè)能力，也即所謂的越用越準(zhǔn)。

如今，借助系統(tǒng)，衢州電網(wǎng)的日前負(fù)荷預(yù)測(cè)精度提升至97.3%；光伏側(cè)，利用每個(gè)光伏站周?chē)妮椛淞?、光照時(shí)長(zhǎng)和氣象條件，將日前光伏預(yù)測(cè)精度提升至94.5%；水電側(cè)，利用5G、北斗等先進(jìn)技術(shù)獲取的流域、水情等分散數(shù)據(jù)，將水電發(fā)電能力感知從庫(kù)容電站向徑流電站不斷延伸，對(duì)水電的調(diào)節(jié)能力持續(xù)加強(qiáng)。

更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行變化趨勢(shì)更為精確的感知，為電網(wǎng)運(yùn)行方式的提前調(diào)整提供了可靠依據(jù)，為電網(wǎng)靈活精準(zhǔn)調(diào)節(jié)提供基礎(chǔ)。

搭建水光儲(chǔ)一體化虛擬電廠(chǎng)——可調(diào)

掌握了電網(wǎng)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)，就可以對(duì)全域可調(diào)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估。應(yīng)用數(shù)字技術(shù)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，工作人員整合水電站流域關(guān)聯(lián)模型、水電及光伏出力模型以及儲(chǔ)能電池充放電模型，搭建出水光儲(chǔ)為一體的虛擬電廠(chǎng)，將可調(diào)資源進(jìn)行整合，統(tǒng)一調(diào)度。

充分考慮水電、儲(chǔ)能電站雙向調(diào)節(jié)特性、上下游水電站之間的水流關(guān)聯(lián)，將虛擬電廠(chǎng)的調(diào)節(jié)能力擬合成一條精準(zhǔn)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)可調(diào)能力曲線(xiàn)，幫助電網(wǎng)調(diào)度員實(shí)時(shí)、直觀(guān)掌握全網(wǎng)可調(diào)資源的裕度。

快速協(xié)同應(yīng)對(duì)瞬息萬(wàn)變——可控

有了“數(shù)據(jù)資源池”“精準(zhǔn)預(yù)測(cè)”以及“一體化虛擬電廠(chǎng)”的支撐，水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)智能柔性精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)決策大腦，基于精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)結(jié)果，快速、及時(shí)應(yīng)對(duì)電網(wǎng)的瞬息萬(wàn)變。

通過(guò)實(shí)時(shí)滾動(dòng)更新電網(wǎng)供需缺口和可調(diào)節(jié)能力，系統(tǒng)可以快速生成機(jī)組調(diào)度策略表。在電網(wǎng)供電能力較強(qiáng)時(shí)，優(yōu)先安排水電站蓄水或儲(chǔ)能電站充電，讓虛擬電廠(chǎng)充電備用。在電網(wǎng)供電能力不足時(shí)，讓虛擬電廠(chǎng)放電，并優(yōu)先調(diào)用大容量、低成本的水電，精準(zhǔn)控制水電站有序開(kāi)停機(jī)，發(fā)揮全流域水電合力優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，將儲(chǔ)能電站作為靈活輔助，安排合適的時(shí)間進(jìn)行充放電，最大程度地發(fā)揮水電、光伏、儲(chǔ)能的合力作用。

水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的呢？

案例：某天上午，水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)實(shí)時(shí)獲取的氣象信息，得知中午衢州某區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)局部強(qiáng)對(duì)流天氣。系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)算法推算，在4小時(shí)后，衢州光伏出力將下降5萬(wàn)千瓦。同時(shí)結(jié)合預(yù)測(cè)到的中午用電高峰數(shù)據(jù)，系統(tǒng)彈窗提醒調(diào)度員從12點(diǎn)30分開(kāi)始，將有持續(xù)60分鐘的6萬(wàn)千瓦頂峰調(diào)節(jié)需求。

根據(jù)預(yù)測(cè)提供的調(diào)節(jié)需求，系統(tǒng)立即調(diào)取當(dāng)前水電站和儲(chǔ)能電站運(yùn)行信息，在10分鐘后生成了一份調(diào)度策略表，要求儲(chǔ)能電站即刻開(kāi)始充電，并提前規(guī)劃好水電機(jī)組的開(kāi)機(jī)計(jì)劃。當(dāng)光伏出力受天氣影響下降且中午用電高峰來(lái)臨時(shí)，由儲(chǔ)能和水電形成綜合充電寶進(jìn)行有序放電。

相比于以往電網(wǎng)波動(dòng)出現(xiàn)后才開(kāi)始的緊張調(diào)節(jié)，有了系統(tǒng)提供的信息與策略支持，各種調(diào)節(jié)手段已經(jīng)提前響應(yīng)，精準(zhǔn)地發(fā)揮著調(diào)節(jié)電網(wǎng)供需平衡的作用。

水光儲(chǔ)余缺互濟(jì)智能柔性精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)能輸出高精度預(yù)測(cè)與智能調(diào)控策略，輔助電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行決策，進(jìn)一步提升衢州地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度調(diào)節(jié)的靈活性與準(zhǔn)確性和迎峰度夏期間電網(wǎng)保供能力。

原標(biāo)題：“水光儲(chǔ)”精準(zhǔn)靈活互濟(jì)，電力調(diào)度更easy