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        網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理方法研究

        2022-04-08 07:38:31郝曉光侯彥博
        黑龍江電力 2022年4期
        關(guān)鍵詞:設(shè)備評價信息

        侯 倩,金 飛,郝曉光,侯彥博

        (1.國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021; 2. 河北華電石家莊熱電有限公司, 石家莊 050046)

        0 引 言

        新能源的快速發(fā)展以及占比大幅增加,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。另外,常規(guī)火電機組節(jié)能、環(huán)保等管控形勢的日趨嚴峻,電力系統(tǒng)要求常規(guī)電源具有更高效的網(wǎng)源協(xié)調(diào)性能[1]。電源企業(yè)的工作重點在節(jié)能降耗、經(jīng)濟性運行等方面,在電網(wǎng)設(shè)備運行風(fēng)險管控、涉網(wǎng)設(shè)備管理及技術(shù)監(jiān)督方面存在很多短板和不足。該文基于物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)、信息數(shù)據(jù)融合技術(shù),結(jié)合河北南網(wǎng)實際情況,提出一種"全設(shè)備范圍臺賬化管理、全業(yè)務(wù)信息數(shù)字化采集、全流程環(huán)節(jié)精細化管控"的網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理方式,即"三全三化"管理方法,全面提升風(fēng)、光、水、火各類電源機組的涉網(wǎng)設(shè)備安全管理水平,有效支撐省調(diào)開展網(wǎng)源協(xié)調(diào)監(jiān)督管理工作,為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定保駕護航。

        1 網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理必要性分析

        1.1 滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的需要

        隨著特高壓電網(wǎng)快速發(fā)展和新能源大規(guī)模集中接入,電力系統(tǒng)特性發(fā)生重大變化,“強直弱交”矛盾突出,轉(zhuǎn)動慣量持續(xù)下降,多種穩(wěn)定問題交織,電網(wǎng)安全運行風(fēng)險加大,強化涉網(wǎng)設(shè)備安全管理對確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行尤為重要。

        《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》和《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)要求》等相關(guān)標準規(guī)范也對各類并網(wǎng)電源網(wǎng)源協(xié)調(diào)性能提出了具體的技術(shù)指標與管理要求。單純依靠定期開展的常規(guī)涉網(wǎng)監(jiān)督檢查已不能滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的需求,需要進一步深化網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理,針對性完善管理體系,創(chuàng)新技術(shù)監(jiān)督管理模式。

        1.2 滿足網(wǎng)源協(xié)同發(fā)展新形勢的需要

        在電力能源需求不斷攀升的發(fā)展形勢下,加強設(shè)備安全運行管理,提升設(shè)備可靠運行水平,是各方共同的發(fā)展訴求,是網(wǎng)源協(xié)同發(fā)展的需要。

        2020年初,河北南網(wǎng)出現(xiàn)多臺并網(wǎng)火電機組一次調(diào)頻涉網(wǎng)調(diào)節(jié)性能指標不合格和新能源風(fēng)場風(fēng)機在電網(wǎng)擾動下集中脫網(wǎng)的情況,暴露出并網(wǎng)機組在復(fù)雜運行模式下對電網(wǎng)運行的支撐力度不足[2],電源企業(yè)在涉網(wǎng)設(shè)備安全和技術(shù)管理的漏洞。

        1.3 滿足監(jiān)管工作的需要

        監(jiān)管部門和調(diào)度機構(gòu)對并網(wǎng)電廠的監(jiān)管工作面臨著新的發(fā)展形勢,華北能監(jiān)局2019版“兩個細則”(《發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則》)已修訂發(fā)布,進一步細化了考核評價指標、強化了安全管理要求。為及時暴露電源側(cè)管理薄弱點,指導(dǎo)電源有序健康發(fā)展提供信息支撐,亟需進一步完善管理體系和業(yè)務(wù)流程,支撐網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理的高效開展[3]。

        2 “三全三化”管理方法內(nèi)涵

        網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理“三全三化”管理方法是依照《國家電網(wǎng)公司網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理規(guī)定》的相關(guān)要求創(chuàng)新構(gòu)建,面向風(fēng)、光、水、火各類型電源機組涉網(wǎng)設(shè)備,形成全設(shè)備范圍臺賬化管理、全業(yè)務(wù)信息數(shù)字化采集、全流程環(huán)節(jié)精細化管控的管理方式。

        2.1 全設(shè)備范圍臺賬化管理

        構(gòu)建面向風(fēng)、光、水、火全類型電源機組涉網(wǎng)設(shè)備的標準化臺賬管理。建立標準臺賬模板,包括各類型發(fā)電機及二次設(shè)備、自動發(fā)電控制系統(tǒng)(automatic generation control, AGC)、自動電壓控制系統(tǒng)(automatic voltage control, AVC)、調(diào)頻調(diào)速控制系統(tǒng)等設(shè)備信息、邏輯定值信息、檢驗檢測試驗數(shù)據(jù)、異常以及故障等全類型設(shè)備信息,輔助省調(diào)開展標準化臺賬管理工作。

        2.2 全業(yè)務(wù)信息數(shù)字化采集

        選擇風(fēng)、光、水、火等各類型場站,實現(xiàn)各類型電源機組AGC、AVC、一次調(diào)頻等涉網(wǎng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合,實現(xiàn)對各類型機組和新能源場站涉網(wǎng)控制系統(tǒng)的運行評價與故障評估,確保機組具備可靠的調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)頻能力。為省調(diào)開展網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理信息采集工作進行工程示范[4]。

        2.3 全流程環(huán)節(jié)精細化管控

        根據(jù)網(wǎng)源協(xié)調(diào)涉網(wǎng)設(shè)備全流程環(huán)節(jié)監(jiān)督管控的業(yè)務(wù)需求,設(shè)計涵蓋工程基建新設(shè)備投運、運行評價與故障分析、檢修檢驗、缺陷治理、技術(shù)改造等全流程監(jiān)督管控系統(tǒng)架構(gòu),針對各節(jié)點開展審核,構(gòu)建全方位、多維度的技術(shù)評價體系,為科學(xué)、高效、全面地開展網(wǎng)源協(xié)調(diào)監(jiān)督管理工作提供支撐。

        3 “三全三化”管理方法實施路線

        3.1 完善管理流程

        完善網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理體系,對現(xiàn)有管理模式進行改進提升。在設(shè)備臺賬管理、運行評價管理、缺陷整治管理等6個重點環(huán)節(jié)梳理完善提升,實現(xiàn)流程運轉(zhuǎn)。充分做到系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合、信息共享、橫向聯(lián)動、縱向貫通,減少工作重復(fù)率,大幅度提升管理效率。

        3.2 實現(xiàn)全設(shè)備信息臺賬化管理

        結(jié)合調(diào)控云、OMS等系統(tǒng)數(shù)據(jù),建立10類設(shè)備標準臺賬模板,涵蓋各類型發(fā)電機及二次設(shè)備、AGC、AVC、調(diào)頻調(diào)速控制系統(tǒng)等設(shè)備;構(gòu)建5卡基礎(chǔ)信息模板,包括電廠信息卡、機組基本信息卡、機組參數(shù)卡、機組涉網(wǎng)試驗卡、機組檢修和故障記錄卡,全面記錄機組基本狀態(tài)信息。以調(diào)控云數(shù)據(jù)規(guī)范為藍本,以電廠機組涉網(wǎng)設(shè)備為最小管理對象,規(guī)范涉網(wǎng)設(shè)備管理。

        3.3 進行全業(yè)務(wù)信息數(shù)字化采集

        打破常規(guī)網(wǎng)源設(shè)備的檢測、核查與評估信息壁壘,開展網(wǎng)源數(shù)據(jù)共享。改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流模式,打破原有多系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入現(xiàn)狀,將調(diào)控云數(shù)據(jù)與子站采集數(shù)據(jù)充分融合,形成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息,建立統(tǒng)一的涉網(wǎng)數(shù)據(jù)管理流程,減少廠網(wǎng)兩端人工數(shù)據(jù)錄入量,系統(tǒng)涉及相關(guān)信息來源與調(diào)控云、OMS、網(wǎng)源協(xié)調(diào)在線監(jiān)測等多個系統(tǒng),借助對AGC、AVC、一次調(diào)頻等信息的數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)風(fēng)、光、水、火等各類型試點場站數(shù)據(jù)接入。整合涉網(wǎng)設(shè)備的參數(shù)類、管理類、評估類、規(guī)范類數(shù)據(jù),建立統(tǒng)一的涉網(wǎng)數(shù)據(jù)管理流程。

        對河北南網(wǎng)范圍內(nèi)電廠涉網(wǎng)設(shè)備進行參數(shù)分析與建檔,建立涉網(wǎng)數(shù)據(jù)參考數(shù)據(jù)集。通過技術(shù)手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量的有效把關(guān),通過涉網(wǎng)數(shù)據(jù)智能校核,自動比對上報數(shù)據(jù),監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量,保證數(shù)據(jù)的正確性及可靠性,為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐[5]。

        3.4 構(gòu)建以監(jiān)督為核心的管控架構(gòu)

        “三全三化”網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理有效實現(xiàn)監(jiān)督流程優(yōu)化,加強過程管控。根據(jù)網(wǎng)源協(xié)調(diào)涉網(wǎng)設(shè)備全流程環(huán)節(jié)監(jiān)督管控的業(yè)務(wù)需求,設(shè)計涵蓋工程基建新設(shè)備投運、運行評價與故障分析、檢修檢驗、缺陷治理、技術(shù)改造等全流程監(jiān)督管控系統(tǒng)架構(gòu),強化網(wǎng)源協(xié)調(diào)涉網(wǎng)監(jiān)督管理。

        3.5 開展?fàn)顟B(tài)評估、性能評價

        依據(jù)《發(fā)電機組并網(wǎng)安全條件及評價》《風(fēng)力發(fā)電場并網(wǎng)安全條件及評價規(guī)范》《光伏發(fā)電站并網(wǎng)安全條件及評價規(guī)范》等文件,開展涉網(wǎng)安全評價與檢查。構(gòu)建機組涉網(wǎng)安全評價指標庫,建立常規(guī)機組網(wǎng)源協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)平臺安全性評估體系,整合提取關(guān)鍵涉網(wǎng)參數(shù),評估涉網(wǎng)設(shè)備安全水平,提示發(fā)電企業(yè)運行風(fēng)險,將評估信息向發(fā)電企業(yè)發(fā)布,提升發(fā)電企業(yè)涉網(wǎng)安全水平。

        應(yīng)用設(shè)備狀態(tài)感知、網(wǎng)絡(luò)通信、智能算法等先進技術(shù),完成涉網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)信息的采集,通過計算及分析,實現(xiàn)對各類型機組和新能源場站涉網(wǎng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)督、運行評價與故障評估,對機組調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)頻能力等進行監(jiān)測,最終實現(xiàn)源側(cè)設(shè)備狀態(tài)感知及分級評價、故障診斷及預(yù)警。

        根據(jù)各種場站特色,有效開展性能評價分析。如針對常規(guī)火電機組,通過對機組狀態(tài)的監(jiān)測,實現(xiàn)對機組一次調(diào)頻、AGC等涉網(wǎng)調(diào)節(jié)能力分析,以及機組調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓等涉網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的分析評價,并通過專家知識庫為問題機組提供優(yōu)化建議。針對燃氣機組,開展燃氣機組AGC可調(diào)范圍的動態(tài)分析。通過全面推進信息共享,促進網(wǎng)源協(xié)調(diào)監(jiān)測評估與電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制的深度融合,在提升電網(wǎng)智能調(diào)度能力的同時,實現(xiàn)廠網(wǎng)負荷動態(tài)管理和精準管控。針對新能源場站,開展新能源場站一次調(diào)頻動作診斷評估,依托在線監(jiān)測實現(xiàn)對運行設(shè)備的監(jiān)測評價分析,同時結(jié)合在線擾動分析對新能源一次調(diào)頻裝置在各負荷工況下進行一次調(diào)頻功能驗證,可以對新能源場站快速功率調(diào)節(jié)能力進行實時分析、檢測診斷、裕度評估。

        3.6 深化應(yīng)用

        開展機組及場站的勵磁系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)建模、一次調(diào)頻、AGC與AVC等主要涉網(wǎng)試驗報告的電子化、網(wǎng)絡(luò)化、流程化、規(guī)范化管理。采集涉網(wǎng)報告各關(guān)鍵參數(shù)指標,從試驗對象、時間、測試單位、報告內(nèi)容等多個方面建立試驗信息數(shù)據(jù)檔案。通過管理平臺的建立及使用,及時掌握電源涉網(wǎng)試驗現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),加強試驗管理。技術(shù)支撐及相關(guān)單位可在線全面掌握最新試驗技術(shù)及先進經(jīng)驗,整體提升試驗水平。

        4 實施效果

        該文所提出的管理方法,符合能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢,以《國家電網(wǎng)公司網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理規(guī)定》為依據(jù),助力網(wǎng)源協(xié)調(diào)監(jiān)督管理提升,有效助力河北南部電網(wǎng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理工作。

        4.1 形成了科學(xué)完善的網(wǎng)源協(xié)調(diào)工作管理模式

        通過 “三全三化”管理方法的實施,形成了全方位、全流程環(huán)節(jié)監(jiān)督管控系統(tǒng)架構(gòu),建立了完善的網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理模式,使公司網(wǎng)源協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)管理更加精細,調(diào)度機構(gòu)指導(dǎo)并網(wǎng)電廠開展現(xiàn)場工作更加準確,并網(wǎng)電廠反饋信息更加便捷,促進了網(wǎng)源協(xié)調(diào)全方位、精益化管理。依托網(wǎng)源協(xié)調(diào)信息管理平臺建設(shè),深化“三全三化”體系應(yīng)用,實現(xiàn)覆蓋范圍廣、管理維度高的一體化綜合管理,形成科學(xué)完善的管理模式,為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了有力的支撐。

        4.2 全面提升涉網(wǎng)設(shè)備全過程監(jiān)督信息化管理水平

        基于信息數(shù)字化的網(wǎng)源協(xié)調(diào)管控,提高了信息傳遞效率、安全監(jiān)督效率、問題處理效率,大大提升了源網(wǎng)之間協(xié)同聯(lián)動能力。利用信息數(shù)字化技術(shù)手段,實現(xiàn)管理透明化、可視化,消除了各專業(yè)之間信息壁壘,實現(xiàn)了對涉網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的精確評價;規(guī)范的涉網(wǎng)數(shù)據(jù)管理流程,大大減少了廠網(wǎng)兩端人工數(shù)據(jù)錄入量,同時增強數(shù)據(jù)客觀準確度。利用客觀準確的數(shù)據(jù)分析,有助于提升涉網(wǎng)設(shè)備運行可靠性,全面提升了涉網(wǎng)設(shè)備全過程監(jiān)督信息化管理水平。

        4.3 顯著增強涉網(wǎng)設(shè)備全過程監(jiān)督管理水平

        通過 “三全三化”網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理方法的實施,有效促進新形式、新機制下源網(wǎng)之間涉網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)籌管理,打破專業(yè)領(lǐng)域存在的管理壁壘,改變了公司涉網(wǎng)設(shè)備全過程監(jiān)督入手難、協(xié)同難、缺乏抓手的現(xiàn)狀,實現(xiàn)對涉網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的精準管控,真實全面地掌握電網(wǎng)管理薄弱環(huán)節(jié),使公司管理更加高效、建設(shè)更加合理,顯著提升了網(wǎng)源協(xié)調(diào)涉網(wǎng)設(shè)備全過程監(jiān)督標準化管理水平。

        4.4 有效提升并網(wǎng)電源涉網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運行水平

        隨著網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理工作的深入,源網(wǎng)互動不斷加強,電源企業(yè)涉網(wǎng)安全意識明顯增強,涉網(wǎng)設(shè)備管理規(guī)范等得到強化。依托“三全三化”體系下的網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理平臺,動態(tài)監(jiān)督機組涉網(wǎng)功能,保障源網(wǎng)協(xié)調(diào)運行,精準評估機組狀態(tài),創(chuàng)新技術(shù)監(jiān)督工作,提高了技術(shù)支撐服務(wù)的針對性、有效性。同時,為發(fā)電企業(yè)提供考核等涉網(wǎng)信息查詢通道,及時查找管理薄弱點,開展參數(shù)調(diào)整、技術(shù)維護、設(shè)備升級等工作,指導(dǎo)發(fā)電企業(yè)提升電源對電網(wǎng)的綜合支撐能力,為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行保駕護航。

        5 結(jié) 語

        針對當(dāng)前新能源高占比以及常規(guī)火電機組節(jié)能、環(huán)保等管控形勢的日趨嚴峻,需要電力調(diào)度控制中心對機組狀態(tài)精準掌控,從而實現(xiàn)電能的最優(yōu)化管理。論文提出了"三全三化"網(wǎng)源協(xié)調(diào)管理方法,加強源側(cè)信息的互聯(lián)互通,全面提升網(wǎng)源協(xié)調(diào)涉網(wǎng)監(jiān)督管理支撐水平,為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行、電能的管理提供決策依據(jù)。

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