冀北电网风电优先调度评价技术研究与应用实施方案.docx
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冀北电网风电优先调度评价技术研究与应用实施方案
新能源研究所
2013-8-20
冀北电网风电优先调度评价系统
实施方案
冀北电网风电优先调度评价系统
实施方案
1、前言
我国能源问题日益突出,2010年我国石油进口量将达到1.6亿吨,2020年将达到2.2~3.6亿吨。
2010年后,石油对外依存度将超过50%。
国内煤炭消耗正在以每年1.2~2亿吨的速度增长,每年的煤炭约50%消耗在电力行业。
能源的大量消耗与需求高速增长,不仅进一步扩大我国能源缺口,同时带来严重的环境问题。
与此同时,我国新能源资源非常丰富,且分布广泛,以风电为例,我国风能资源主要集中在东南沿海及附近岛屿以及东北、华北、西北等地区。
陆上与近海风能资源约有数亿千瓦的技术可开发量。
此外,我国新能源季节分布与水能资源还具有一定的互补特性。
因此,大力发展新能源,对我国能源安全与可持续发展具有重要的战略意义。
我国经济社会发展取得了巨大成就,但始终面临着能源资源供应,生态环境容量和温室气体减排的严峻挑战。
国家电网公司作为全球最大的公用事业企业,深入认识电网功能和公司属性,制定了绿色发展战略,努力推进自身、产业和社会的绿色发展。
大力发展新能源,保障以风电为代表的新能源能够优先调电、优先接纳是践行绿色发展战略的基石,也是转变经济发展方式,推动能源结构调整,提高清洁能源比重的必由之路。
冀北电网风电并网超过630万千瓦,超过最大负荷30%、最小负荷38%,近年来,不管是电网输送能力约束还是调峰约束,冀北电网风电运行都非常困难。
冀北公司为风电并网及优化运行做了大量工作,并承担了国家863和国网公司关于风电的大量科技项目,但受冀北电网电源结构、负荷特性的影响,冀北公司风电利用小时数偏低,冀北公司的工作努力和成绩不能得到社会各方的理解。
2012年8月,国调中心开始组织编写《风电优先调度工作规范》。
2012年11月,“风电并网调度运行”工作会上,李明节主任提出要求,中国电科院编制《风电优先调度自评价系统功能规划》,各省、分部2013年6月前完成系统建设。
优先调度评价系统的目的是满足国家电网公司风电优先调度工作标准化、制度化、科学化的需求,实现风电调度工作的分析评价,以持续改进、不断提升风电调度水平。
优先调度评价系统的评价原则是根据电网调度自动化系统数据,按一定原则和方法计算相关指标结果,并依据该计算结果,综合评价风电优先调度工作。
2、优先调度评价内容
2.1风电调度技术支持系统建设与运行情况
风电调度技术支持系统运行评价包括:
风电理论发电能力计算与弃风分析、功率预测及上报、风电调度计划。
具体评价项目如下:
Ø调度端日前风电功率预测覆盖率、数据完备率、均方根误差、平均绝对误差、预测合格率。
Ø风电场上报日前功率预测覆盖率、上报数据完备率、均方根误差、平均绝对误差、预测合格率。
Ø调度端超短期风电功率预测覆盖率、数据完备率、均方根误差、平均绝对误差、预测合格率。
Ø风电场上报超短期功率预测覆盖率、上报数据完备率、均方根误差、平均绝对误差、预测合格率。
Ø风电场日前/日内计划下达率(限电地区)。
Ø风电场计划执行最大偏差率、全网风电计划执行偏差率(限电地区)。
Ø自动化系统是否具备风电场限电时段记录功能。
Ø理论发电能力计算覆盖率、非限电时段计算误差率。
Ø风电弃风统计方法及结果。
Ø风电场优先调度滚动排序结果。
2.2风电优先调度工作执行情况
风电优先调度工作执行情况评价包括:
Ø风电年度电量计划是否依据风况和电网约束进行编制。
Ø风电年度电量计划是否滚动调整。
Ø日前是否按照风电优先调度计划编制流程编制计划。
Ø日前开机最小负荷备用率(开机容量中应考虑风电预测)。
Ø日前是否具备联络线支援流程及限电时段执行情况记录。
Ø日前计划中风电调峰受限时段火电机组出力与最小技术出力偏差,水电机组是否还有下调空间。
Ø实时运行时,是否根据受限情况申请联络线支援及限电时段执行情况记录。
Ø每日运行中各风电场受限电量、受限率、受限原因及全网受限电量、受限率。
Ø风电调峰受限时段火电机组出力与最小技术出力偏差,水电机组是否还有下调空间。
Ø风电断面受限时受限断面通道利用率,受限断面内火电机组出力与最小技术出力偏差。
序号
评价内容
序号
评价内容
1
风电场理论发电能力
计算覆盖率
23
日前计划
风电场计划下达率
2
非限电时段计算误差率
24
风电场计划执行偏差率
3
调度端日前风电功率预测
覆盖率
25
全网风电日前计划执行偏差率
4
数据完备率
26
日内计划下达率
风电场计划下达率
5
均方根误差
27
风电场日内计划执行偏差率
6
平均绝对误差
28
全网风电日内计划执行偏差率
7
预测合格率
29
风电限电
风电限电评价方法
8
风电场日前上报功率预测
覆盖率
30
9
上报数据完备率
31
风电场优先调度排序
风电场优先调度滚动排序结果
10
均方根误差
32
风电受限
日前风电优先调度计划编制流程
11
平均绝对误差
33
日前开机最小负荷备用率(开机容量应考虑风电预测)
12
预测合格率
34
限电时段联络线支援执行情况
13
调度端超短期风电功率预测
覆盖率
35
风电受限时段受限断面通道利用率
14
数据完备率
36
风电受限时段受限断面内火电机组出力与最小技术出力偏差
15
均方根误差
37
风电调峰受限时段常规机组出力与最小技术出力偏差
16
平均绝对误差
38
每日运行中各风电场受限电量
17
预测合格率
39
各风电场受限率
18
风电场超短期上报功率预测
覆盖率
40
受限原因
19
上报数据完备率
41
全网受限电量
20
均方根误差
42
全网受限率
21
平均绝对误差
22
预测合格率
2.3限电原因分析说明
2.3.1调峰原因
通过面积堆积图,检查火电机组最小技术出力和开机备用容量,如图1所示。
根据已开火电机组容量及各台火电机组最小技术出力,得到整个系统的火电机组最小技术出力,结合当前火电机组实际出力进行对比,检查火电机组是否已经达到最小技术出力。
根据限电时段火电机组开机容量与负荷情况,得到系统备用容量,检查备用容量是否满足相关要求,若无法满足,须注明原因。
图1系统电力平衡面积堆积图
2.3.2电网输送能力原因
风电若因电网输送能力原因受限,须评价电网输送通道利用率。
可分为主变受限和断面受限。
主变受限包括风电汇集站主变容量受限,与输送风电相关的电网变压器容量受限等。
断面受限包括输电断面热稳定性受限、N-1静态稳定性受限、暂态稳定性受限等。
当风电因电网输送能力受限时,须计算电网输送通道利用率。
利用率=实际功率/功率限值。
图2断面输送能力受限示意图
3、系统功能
风电优先调度评价系统主要包括数据输入与展示功能,评价结果与展示功能,调峰限电评价结果与展示功能,参数设置于系统管理功能。
3.1数据输入与展示功能
Ø系统运行数据的采集应能自动完成,同时应能自动识别错误数据,并对错误数据进行标识与剔除
Ø支持所有必须接入数据的状态汇总显示。
Ø支持数据中断后的再同步。
Ø支持数据补录与修改。
Ø支持常规电源日前计划及实际出力逐日查看。
Ø支持弃风、预测统计结果逐日查看。
Ø支持风电计划统计结果逐日查看。
Ø支持限电时段自动获取和手动录入。
Ø提供曲线、表格等多种展示方式。
图3数据输入与展示界面
3.2评价结果与展示功能
Ø日评价为每日8点前评价前1日风电优先调度结果。
Ø支持评价历史结果查看功能。
Ø支持全网综合指标和各场站指标明细。
Ø所有场站列表展示,支持按不同数据的排序。
Ø支持缺数、异常数等标识功能。
Ø支持电子表格格式导出。
Ø支持日报自动生成、修改、确认提交功能。
Ø支持月报自动生成、修改、确认提交功能。
Ø支持一键式提交上级调度机构功能。
3.3调峰限电评价结果与展示功能
调峰限电评价结果与展示功能主要展示负荷出力堆积图,备用评判柱状图,各电源电量图,火电负荷率、系统备用、风电限电量、风电限电率等关键参数图。
图4调峰限电评价结果与展示
3.4参数配置与系统管理功能
Ø支持自动启动评价和手动启动评价设置,并能够设置每日评价的自动启动时间。
Ø支持新增新能源场站功能,保证新能场站增加时的自动评价。
Ø支持计算类指标参数设置与定义。
Ø支持管理类指标填报功能。
Ø支持用户修改及使用权限设置。
4、输入数据接口
风电优先调度评价系统输入数据包括风电功率预测系统数据、调度计划系统数据、弃风统计数据和SCADA实时运行数据,具体输入数据见下表:
风电功率预测系统数据
调度端短期、超短期预测功率序列96点
每日同步
风电场端短期、超短期上报预测功率序列96点
每日同步
调度计划系统数据
风电年度、月度电量计划数据
每月同步
风电日前发电计划上下限数据、限电标识
每日同步
风电日内发电计划上下限数据、限电标识
每日同步
火电开机容量、水电开机容量、其他(不含风电和光伏)开机容量
每日同步
火电日前计划结果、最小技术出力
每日同步
断面稳定限额
每日同步
风电优先调度排序结果
每日同步
弃风统计数据
各风场理论功率序列
每日同步
风电场日受限电量、限电时段
每日同步
风电场日限电率
每日同步
SCADA实时运行数据
全网实际负荷数据
每日同步
受限地区负荷数据
每日同步
各火电机组发电功率数据
每日同步
各风电场发电功率
每日同步
各光伏站发电功率
每日同步
全网水电发电功率
每日同步
全网核电发电功率
每日同步
全网生物质能发电功率
每日同步
断面实际功率
每日同步
5、系统部署
5.1系统配置原则及技术指标
系统配置需满足电网公司的安全性规定,能够长期稳定运行,各台服务器之间及与基础数据平台之间通信快捷顺畅,接口齐全规范,终端页面美观友好,易于操作,响应速度不超过1秒钟。
5.2硬件部署方案
风电优先调度评价系统共采用1台服务器,放置于安全区Ⅱ,用于数据库服务器和优先调度评价及应用服务器,优先调度评价所需的实时运行数据等等由I区SCADA系统获取,所需要的其他数据通过II区D5000基础平台获得,图5为系统的硬件布置方案示意图。
图5风电优先调度评价系统布置方案
6、实施计划
内容
时间要求
1.环境调研及基础条件分析
1周
2.数据结构设计与开发
2周
3.系统开发
2周
4.接口开发与现场部署
3周
5.测试与试运行
2周
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- 关 键 词:
- 电网 优先 调度 评价 技术研究 应用 实施方案