摘 要：隨著新能源發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增加，傳統(tǒng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)無(wú)法很好地應(yīng)對(duì)大規(guī)模間歇性新能源并網(wǎng)給電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性， 文章結(jié)合合肥地區(qū)電網(wǎng)的特性，設(shè)計(jì)了基于新能源電網(wǎng)調(diào)度一體化支撐平臺(tái)的調(diào)度系統(tǒng)， 并從系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)和通信接口設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了新能源調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，有效解決新能源電站的調(diào)度管理難題，促進(jìn)了調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源；分布式電源；調(diào)度

1 概述

新能源產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展十分迅速，特別是近年來(lái)分布式能源將呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2020年，分布式光伏將達(dá)到7000萬(wàn)千瓦。在此背景下，合肥地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)近年來(lái)取得了快速發(fā)展，截至2016年3月，合肥地區(qū)分布式光伏裝機(jī)規(guī)模達(dá)460MW，總量位居全國(guó)省會(huì)城市之首。

隨著新能源發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增加，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性都帶來(lái)了一系列影響，主要表現(xiàn)在：新能源發(fā)電功率波動(dòng)較大，電網(wǎng)原有的運(yùn)行方式計(jì)算和日前計(jì)劃制定方式將不再適用；新能源出力返送上級(jí)電網(wǎng)導(dǎo)致原有電壓控制和調(diào)整手段無(wú)法滿足大量新能源接入的情況；新能源發(fā)電采用大量的電力電子接口，導(dǎo)致的電能質(zhì)量問(wèn)題不容忽視。

國(guó)家電網(wǎng)公司在“十三五”調(diào)控規(guī)劃中將強(qiáng)化清潔能源調(diào)度運(yùn)行管理列入了調(diào)度控制重點(diǎn)工作任務(wù)，任務(wù)要求加強(qiáng)新能源功率預(yù)測(cè)，制定新能源功率預(yù)測(cè)評(píng)估辦法，為優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式提供更可靠的依據(jù)；完善清潔能源基礎(chǔ)信息管理規(guī)范，梳理信息采集平臺(tái)系統(tǒng)，擴(kuò)充完善新能源運(yùn)行基礎(chǔ)信息，開(kāi)展新能源運(yùn)行特征分析和消納能力評(píng)估。

2 平臺(tái)建設(shè)總體目標(biāo)

（1）研究合肥地區(qū)風(fēng)光資源的時(shí)空分布特性，建設(shè)以電力通信基礎(chǔ)信息網(wǎng)為基礎(chǔ)的氣象監(jiān)測(cè)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)，提升合肥電力公司在風(fēng)光資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和電站發(fā)電能力的評(píng)估能力。

（2）實(shí)現(xiàn)新能源廠站運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、處理與轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)新能源場(chǎng)站信息全景展示?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括并網(wǎng)點(diǎn)、場(chǎng)站內(nèi)饋線及各發(fā)電單元電壓、電流功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等電氣信息，電站運(yùn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息，氣象信息以及功率預(yù)測(cè)信息，新能源電站電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息。

（3）建設(shè)合肥地區(qū)中心站側(cè)新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，增強(qiáng)合肥地區(qū)新能源光伏和風(fēng)電的發(fā)電功率預(yù)測(cè)能力，提高新能源的發(fā)電量，并進(jìn)一步促進(jìn)合肥地區(qū)新能源的消納水平。

（4）研究新能源調(diào)度計(jì)劃策略，結(jié)合新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)智能化新能源調(diào)度計(jì)劃編制功能。在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)對(duì)新能源進(jìn)行優(yōu)先調(diào)度，提高新能源利用率。

（5）研究新能源無(wú)功電壓控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新能源調(diào)度AVC功能，挖掘新能源電站對(duì)電網(wǎng)無(wú)功支撐能力，提高電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性。

（6）全面分析新能源電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，掌握新能源發(fā)電運(yùn)行特性，強(qiáng)化調(diào)度對(duì)新能源電站的管理，包括電能質(zhì)量考核等。

3 平臺(tái)建設(shè)方案

3.1 整體方案

合肥地區(qū)地調(diào)新能源調(diào)度技術(shù)支撐平臺(tái)以現(xiàn)有地調(diào)OPEN3000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺(tái)，作為地調(diào)運(yùn)行控制系統(tǒng)子模塊進(jìn)行部署。

新能源調(diào)度技術(shù)支撐平臺(tái)同時(shí)在信息安全1區(qū)和3區(qū)部署，1區(qū)和3區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互通過(guò)隔離裝置進(jìn)行隔離。

1區(qū)部署新能源數(shù)據(jù)服務(wù)器、預(yù)測(cè)服務(wù)器、AVC服務(wù)器以及工作站。數(shù)據(jù)服務(wù)器用于采集、處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自O(shè)PEN3000系統(tǒng)1區(qū)的新能源電站上送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，與天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互通過(guò)隔離裝置進(jìn)行單向隔離，新能源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到省調(diào)二區(qū)新能源監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)防火墻縱向加密認(rèn)證；預(yù)測(cè)服務(wù)器用于支持新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)服務(wù)；AVC服務(wù)器用于支持平臺(tái)新能源AVC控制服務(wù)，下發(fā)無(wú)功電壓控制目標(biāo)；工作站用于平臺(tái)1區(qū)人機(jī)界面操作。

3區(qū)部署新能源數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、前置服務(wù)器以及工作站。數(shù)據(jù)服務(wù)器用于鏡像1區(qū)新能源數(shù)據(jù)并與OPEN3000系統(tǒng)3區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，接收來(lái)自前置服務(wù)器的數(shù)據(jù)；應(yīng)用服務(wù)器用于支持?jǐn)?shù)據(jù)分析和調(diào)度計(jì)劃服務(wù)，并提供WEB信息發(fā)布服務(wù)；前置服務(wù)器用于采集、處理通過(guò)公網(wǎng)接入的分布式新能源電站數(shù)據(jù)，并通過(guò)隔離設(shè)備單向隔離；工作站用于平臺(tái)3區(qū)人機(jī)界面應(yīng)用展示。

3.2 新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)方案

合肥地區(qū)目前有30多個(gè)20MW以上的集中式光伏電站，有10座風(fēng)電場(chǎng)建成并網(wǎng)發(fā)電，結(jié)合合肥地區(qū)的新能源分布情況，建設(shè)合肥地區(qū)一體化功率預(yù)測(cè)平臺(tái)，主要需要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的工作：

（1）完善氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，合肥地區(qū)的光伏電站的氣象監(jiān)測(cè)站比較簡(jiǎn)陋，所采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，而且分布式光伏組件安裝區(qū)域的氣象資源監(jiān)測(cè)能力嚴(yán)重不足。因此需要在合肥地區(qū)進(jìn)行氣象資源時(shí)空特性分析研究，做氣象監(jiān)測(cè)站微觀選址，建設(shè)標(biāo)桿氣象監(jiān)測(cè)站?？紤]到氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備維護(hù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，可以優(yōu)先考慮合肥地區(qū)電網(wǎng)變電站，作為選址點(diǎn)。

（2）強(qiáng)化硬件基礎(chǔ)設(shè)施

完成合肥地區(qū)新能源一體化功率預(yù)測(cè)平臺(tái)建設(shè)，需要對(duì)合肥地區(qū)的所有新能源電廠的電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)的采集和傳輸，在合肥地調(diào)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。然后，在合肥地調(diào)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)地區(qū)氣象資源的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、評(píng)估，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)合肥地區(qū)光伏電站和風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)，以及合肥地區(qū)供電公司區(qū)域的新能源發(fā)電的總體預(yù)測(cè)和評(píng)估。

完成這項(xiàng)工作，需要占用大量的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，所以需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)在資源的硬件升級(jí)。

3.3 平臺(tái)主要功能規(guī)劃

合肥地區(qū)地調(diào)新能源調(diào)度技術(shù)支撐平臺(tái)將在新能源廠站運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與全景展示的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)、新能源AVC控制、新能源運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、新能源優(yōu)先調(diào)度計(jì)劃等功能，如圖2所示：

（1）新能源信息采集與全景展示功能

能夠采集新能源廠站所有數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析并采用圖表、曲線、系統(tǒng)拓?fù)鋱D等方式全景展示。數(shù)據(jù)來(lái)源包括地調(diào)OPEN3000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一區(qū)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、三區(qū)如新能源電站電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，外網(wǎng)氣象數(shù)據(jù)等。同時(shí)具備數(shù)據(jù)共享功能，能夠?qū)⒌貐^(qū)新能源數(shù)據(jù)上送給省調(diào)新能源監(jiān)控系統(tǒng)；能夠?qū)⒌貐^(qū)新能源分析、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送給地調(diào)三區(qū)系統(tǒng)統(tǒng)一報(bào)表匯總；能夠WEB發(fā)布展示新能源數(shù)據(jù)。

（2）新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)功能

具有自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)、數(shù)值預(yù)報(bào)、電站運(yùn)行等多源數(shù)據(jù)的接入能力，以及海量數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及統(tǒng)計(jì)分析能力；預(yù)測(cè)覆蓋區(qū)域?yàn)榈卣{(diào)直調(diào)的全部新能源電站，實(shí)現(xiàn)每天2次定時(shí)發(fā)報(bào)的短期（0-72h）和每15分鐘滾動(dòng)發(fā)報(bào)的超短期（15m-4h）功率預(yù)測(cè)，并具備地調(diào)全網(wǎng)的地區(qū)功率預(yù)測(cè)與置信區(qū)間預(yù)測(cè)功能；具有預(yù)測(cè)誤差統(tǒng)計(jì)分析及綜合評(píng)價(jià)考核功能。

（3）新能源AVC控制功能

結(jié)合短期和超短期功率預(yù)測(cè)，最大限度挖掘新能源電站無(wú)功輸出能力，就地平衡地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功功率，提高電壓合格率，減少地區(qū)電網(wǎng)主變分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)和電容器投切次數(shù)，降低系統(tǒng)網(wǎng)損，實(shí)現(xiàn)新能源電站與配電網(wǎng)無(wú)功電壓聯(lián)合優(yōu)化控制。

（4）新能源運(yùn)行數(shù)據(jù)分析功能

對(duì)新能源廠站的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，包括功率分布、年/月/日波動(dòng)率、相關(guān)性分析、電能質(zhì)量合格率等，全面掌握新能源運(yùn)行特性，為新能源電站考核評(píng)價(jià)提供依據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，分析新能源電站功率控制性能、電網(wǎng)適應(yīng)性等性能指標(biāo)，開(kāi)展新能源并網(wǎng)性能評(píng)估、安全性評(píng)估等業(yè)務(wù)。

（5）新能源調(diào)度計(jì)劃功能

結(jié)合新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，基于新能源并網(wǎng)性能評(píng)估結(jié)果確定各新能源電站優(yōu)先調(diào)度排序，在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)優(yōu)先調(diào)度新能源，提高新能源利用率。

4 結(jié)論與展望

文章提出了以原有OPEN3000調(diào)度自動(dòng)化平臺(tái)為基礎(chǔ)，建立含實(shí)時(shí)監(jiān)控、光伏和風(fēng)力功率預(yù)測(cè)、運(yùn)行方式支撐、調(diào)度計(jì)劃制定、運(yùn)行評(píng)估和分析等方面的新能源調(diào)度技術(shù)支撐體系，服務(wù)接入合肥地區(qū)電網(wǎng)的新能源調(diào)度管理和控制，為合肥地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行優(yōu)化和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供技術(shù)支撐手段，能夠給予電網(wǎng)可靠運(yùn)行提供理論數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)、透明化、開(kāi)放性的分布式電源的管理工作。

此方案的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在于對(duì)于平臺(tái)中新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)功能，預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度會(huì)有較大影響，因此，需要對(duì)預(yù)測(cè)算法做不斷的修正，尤其是對(duì)于復(fù)雜天氣預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，出力預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果存在一定誤差，需不斷完善預(yù)測(cè)算法模型。

參考文獻(xiàn)

[1]陸煒.杭州地調(diào)新能源運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].華北電力大學(xué)，2015.