郭劍波:做好新能源預測與調度
功率預測與調度是保證新能源消納的前提
在能源需求越來越大的時代,轉變能源發(fā)展方式,推動傳統(tǒng)能源的清潔高效利用,加快發(fā)展新能源和可再生能源已經(jīng)成為我國未來能源發(fā)展的基調,預計到“十二五”末,我國非化石能源在一次能源消費中的比重將達到11.4%,其中風能和太陽能是新能源利用的主力軍。
據(jù)國家電力規(guī)劃研究中心預測,2021~2030年,我國電力需求年均增速將放緩到3.5%左右,到2030年全國需電量將達到10~11萬億千瓦時左右;2031~2050年,伴隨我國步入中等發(fā)達國家行列,電力需求年均增速進一步放緩至1%左右,到2050年全國需電量將達到12~15萬億千瓦時。清潔能源發(fā)電比例將達到60%,而煤電占到40%。
事實上,清潔能源發(fā)電比例不斷提高,伴隨而來很多難題。新能源的并網(wǎng)與消納、大規(guī)模遠距離電力輸送、復雜大電網(wǎng)的運行控制是要下力氣解決的。
以風電為例,要解決風電并網(wǎng)問題,首先要保證風電場穩(wěn)定運行。要通過風電并網(wǎng)仿真、功率預測、優(yōu)化調度等保證風電有效消納。避免出現(xiàn)風電事故、棄風限電問題。
據(jù)郭劍波院士介紹,在早期我國風電集中大規(guī)模開發(fā)階段,接入電網(wǎng)末端,風機與電網(wǎng)交互影響嚴重,脫網(wǎng)事故頻發(fā),安全問題十分突出。僅2011年,發(fā)生大規(guī)模風電脫網(wǎng)事故8起。
2012年3月30日,在河北省張家口市 沽源發(fā)生大規(guī)模風機脫網(wǎng)事故,故障引起沽源地區(qū)20座風電場中,第一階段因低電壓脫網(wǎng)機組188臺,第二階段因高電壓脫網(wǎng)機組433臺,總共脫網(wǎng)機組占故障前全部運行風機總數(shù)的59.8%,一共損失電力76.55萬千瓦。
雖然2013年全國因棄風限電損失電量162億千瓦時,同比下降46億千瓦時;棄風率10.7%,同比下降6個百分點,棄風限電現(xiàn)象有所好轉。但棄風率仍然很高。
因此,要做好風電預測與調度。郭劍波院士指出,我國風電發(fā)展快,歷史數(shù)據(jù)少,氣候類型多,地形復雜,國外已有預測方法均無法滿足我國的需要,亟需研究適合我國的普適性預測方法。
目前,風電場、光伏電站、水電站等輸出功率主要由氣象因素決定,導線輸電能力、負荷特性等與外部氣象環(huán)境息息相關,還需開展針對電力生產(chǎn)運行的氣象預報技術研究與應用。
可根據(jù)風電預測結果不確定性區(qū)間時序遞進、逐漸縮小的特點,可以從周、日前和日內三個時間尺度逐級降低預測不確定性帶來的運行風險。進行風電優(yōu)化調度。
另外,風電出力具有強相關性的特點,使得各風電場的輸出集中在同一時段,增大了系統(tǒng)消納風電和風電運行的調度控制難度,在進行風電優(yōu)化調度時,必須考慮風電出力相關性的影響。