王德強

（建投承德熱電有限責(zé)任公司， 河北 承德 067000）

0 引言

為實現(xiàn)碳中和碳達峰的目標(biāo)，電力是主力軍，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，現(xiàn)如今，我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電裝機量快速增長，據(jù)不完全統(tǒng)計風(fēng)電的裝機量3.8 億kW，太陽能并網(wǎng)發(fā)電4.5 億kW，水利并網(wǎng)發(fā)電4.2 億kW，2023 年7 月投產(chǎn)了世界單體容量最大的鹽光互補光伏項目華電海晶光伏電站，由此可以得知我國對新能源發(fā)電的投入力度之大，發(fā)電量占據(jù)電力行業(yè)的半壁江山，新能源的合理調(diào)度能更大地發(fā)揮電力的分配和利用率，對新能源的調(diào)度分析有著重要的意義，本文旨在探討基于新能源的電力經(jīng)濟調(diào)度分析，以期提高電力經(jīng)濟效益并減少環(huán)境污染。

1 新能源的特點

相比于傳統(tǒng)能源的集中供應(yīng)模式，新能源可以在各個地區(qū)相對集中地分布，因此可以避免輸電損耗和地理限制。比如在海洋、沙漠等無人區(qū)。這為電力經(jīng)濟調(diào)度帶來了更多的靈活性和選擇性，可以根據(jù)地區(qū)的需求和資源情況進行合理的電力分配和調(diào)度。新能源電力的缺點也比較明顯，建設(shè)成本較高，具有隨機性、波動性、不穩(wěn)定性等。故堅持新能源的優(yōu)先合理調(diào)度尤為重要。

電力調(diào)度是電力系統(tǒng)運行的核心樞紐，指導(dǎo)協(xié)調(diào)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，新能源電力調(diào)度的優(yōu)化要比儲能更重要，調(diào)度優(yōu)化由人工預(yù)測轉(zhuǎn)化為數(shù)字化平臺，能做到更精準(zhǔn)，數(shù)據(jù)可視化成為高效決策的重要支撐，虛擬電廠應(yīng)運而生，通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將零散能源、閑置能源電力資源聚合起來，優(yōu)化控制參與電網(wǎng)運行，實現(xiàn)電力在AI（人工智能）的指導(dǎo)下和算法的指導(dǎo)下形成自然流動的，解決能源的消耗和匹配問題。

2 基于電力經(jīng)濟新能源調(diào)度分析意義

2.1 降低能源成本

傳統(tǒng)能源的市場價格受多個因素的影響，而新能源的成本較高，這使得電力經(jīng)濟調(diào)度變得尤為重要，對新能源的電力經(jīng)濟調(diào)度進行分析，可以有效控制供需關(guān)系，合理調(diào)配不同能源的使用，從而增強能源的利用范圍。

2.2 環(huán)境保護

傳統(tǒng)能源的使用不僅會導(dǎo)致資源浪費，還會產(chǎn)生大量的污染物排放，對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，而新能源的開發(fā)和利用與環(huán)境友好密切相關(guān)，對新能源的電力經(jīng)濟調(diào)度的分析，可以推動可再生能源的大規(guī)模利用，并促進生態(tài)環(huán)境保持平衡。

2.3 推動能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

新能源企業(yè)在電力經(jīng)濟調(diào)度中的參與度日益增加，具備了一定的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。通過對新能源的電力經(jīng)濟調(diào)度進行分析，可以提供決策支持，為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供指導(dǎo)，同時，新能源的電力經(jīng)濟調(diào)度分析也可以為能源企業(yè)提供創(chuàng)新思路和業(yè)務(wù)拓展機會，推動能源產(chǎn)業(yè)的向縱深發(fā)展。

3 基于實證研究的新能源調(diào)度分析

3.1 供需不平衡問題及對策

供需不平衡問題原因包括：

1）新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性：風(fēng)能和太陽能發(fā)電受到自然因素的限制，如天氣變化、日出日落等，導(dǎo)致電力的波動性增加，進而導(dǎo)致供電不足；

2）新能源發(fā)電規(guī)模較小，難以達到傳統(tǒng)能源發(fā)電的規(guī)模和穩(wěn)定性；

3）新能源發(fā)電技術(shù)的成本較高，造成電價的上升，使得電力需求不足的情況更為嚴(yán)重。

為了解決供需不平衡問題，通過儲存多余的電力來應(yīng)對供電不足的情況，并將風(fēng)能和太陽能發(fā)電與傳統(tǒng)火電進行協(xié)調(diào)，實現(xiàn)能源互補，降低供需不平衡的風(fēng)險。同時，推動智能電網(wǎng)的建設(shè)，通過電力調(diào)度和管理，更好地協(xié)調(diào)供需關(guān)系，同時，政府需制定相關(guān)政策，鼓勵和引導(dǎo)消費者節(jié)約用電，降低對電力的需求。

3.2 調(diào)度效率低下問題及對策

與傳統(tǒng)的化石能源相比，新能源的發(fā)電量受到天氣、季節(jié)等因素的影響，存在較大的波動性。因此，在進行電力經(jīng)濟調(diào)度分析時，需要對新能源發(fā)電量的波動進行準(zhǔn)確的預(yù)測和調(diào)整，否則會造成調(diào)度效率低下；而在以往的電力經(jīng)濟調(diào)度分析中，主要采用傳統(tǒng)能源的調(diào)度方法，無法完全適應(yīng)新能源的特點，因此，就要求在設(shè)計調(diào)度系統(tǒng)時，需針對新能源的特點進行合理地調(diào)整和優(yōu)化，提高調(diào)度效率[2]?？刹捎孟冗M設(shè)備實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度，如采用北斗定位可以通過收集并分析大量的氣象數(shù)據(jù)、天氣模擬模型等信息，來提高對新能源發(fā)電量波動的準(zhǔn)確度，這樣，在進行調(diào)度分析時，就可以更好地預(yù)測和調(diào)整新能源的發(fā)電量，并提高調(diào)度的精確性和效率。此外，還需優(yōu)化和調(diào)整算法，提高調(diào)度系統(tǒng)的適應(yīng)性和效率，如采用基于智能算法的調(diào)度優(yōu)化方法，結(jié)合具體的新能源特點，制定相應(yīng)的調(diào)度策略，提高調(diào)度效率，并通過與市場交易系統(tǒng)、能源儲存系統(tǒng)等的有效連接和協(xié)同，可以提高新能源的靈活性，進一步提高電力經(jīng)濟調(diào)度分析的效率。

4 案例分析

4.1 案例一

A 地區(qū)由于新能源發(fā)電裝置的增加和能源消耗的增長，電力經(jīng)濟調(diào)度成為一個重要的問題，A 地區(qū)有多個新能源發(fā)電站點，包括風(fēng)能和太陽能發(fā)電站，以下是新能源發(fā)電站點的能源產(chǎn)量和單位成本數(shù)據(jù)見表1、表2。

表1 風(fēng)能發(fā)電站點

表2 太陽能發(fā)電站點

基于以上數(shù)據(jù)可以進行電力經(jīng)濟調(diào)度的分析，其間需先計算每個站點的產(chǎn)能利用率，即站點實際產(chǎn)量與最大產(chǎn)能的比值。然后，根據(jù)單位成本選擇產(chǎn)能利用率最高的站點組合來滿足電力需求，并實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

通過計算可以得到以下結(jié)果：

1）風(fēng)能發(fā)電站點的產(chǎn)能利用率：站點1 為500/600= 0.83；站點2 為400/600=0.67；站點3 為600/600=1.00。

2）太陽能發(fā)電站點的產(chǎn)能利用率：站點1 為300/400= 0.75；站點2 為200/400=0.50；站點3 為400/400=1.00，根據(jù)這些數(shù)據(jù)結(jié)果，需選擇風(fēng)能發(fā)電站點3 和太陽能發(fā)電站點1 來滿足電力需求，因為該站點組合的單位成本為0.3 元/MWh（風(fēng)能發(fā)電站點3）+0.4 元/MWh（太陽能發(fā)電站點1）=0.7 元/MWh，與其他組合相比，這個站點組合具有最低的單位成本，可以實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

4.2 案例二

B 地區(qū)的電力系統(tǒng)主要依賴于太陽能和風(fēng)能，且有一個充足的儲能系統(tǒng)，其呈現(xiàn)高峰時段的電力需求較高、非高峰時段需求較低的特點，同時，這個地區(qū)的電力系統(tǒng)還與外部網(wǎng)絡(luò)相互連接，可以進行電力交換。

4.2.1 關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析

1）太陽能和風(fēng)能發(fā)電量的波動性：根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，分析太陽能和風(fēng)能發(fā)電量的日變化規(guī)律，得出發(fā)電量與時間的關(guān)系曲線；

2）儲能系統(tǒng)的容量和效率：確定儲能系統(tǒng)的容量，以及充電和放電的效率，即儲能系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率；

3）外部網(wǎng)絡(luò)的電力交換：分析外部網(wǎng)絡(luò)電力供應(yīng)的可靠性和價格，以確定是否需要進行電力交換。以下數(shù)據(jù)用于展示太陽能和風(fēng)能發(fā)電量的波動性，儲能系統(tǒng)的容量和效率，以及外部網(wǎng)絡(luò)的電力交換情況。具體見表3。

表3 各時段發(fā)電量、儲能系統(tǒng)容量、充放電效率及外部網(wǎng)絡(luò)的電力交換量

表3 提供了一天內(nèi)各個時間段的發(fā)電量、儲能系統(tǒng)容量、充放電效率以及外部網(wǎng)絡(luò)的電力交換量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將有助于進行電力經(jīng)濟調(diào)度的分析和決策。

4.2.2 調(diào)度策略

1）在高峰時段，電力需求大，此時可以確保儲能系統(tǒng)充滿電，并盡可能地利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電，如果太陽能和風(fēng)能發(fā)電量不足，可通過外部網(wǎng)絡(luò)進行電力交換。

2）在非高峰時段，電力需求低，此時可以利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電滿足需求，并將多余的電力存儲到儲能系統(tǒng)中。如此，可以進一步降低對傳統(tǒng)電力的依賴，提高新能源利用率，從而降低能源成本和減少碳排放，并提升經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

本文基于新能源背景下，對電力經(jīng)濟調(diào)度進行分析，探討了新能源運用的意義，并對相關(guān)問題和對策進行闡述，如此，提高了經(jīng)濟效益，并推動了新能源的發(fā)展、提高了電力經(jīng)濟的水平。