「云上小水電」直播回顧:風(fēng)光水儲(chǔ)多能互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)研究與實(shí)踐
2022/06/24國(guó)際小水電聯(lián)合會(huì)“云上小水電講堂”的第三十三期直播邀請(qǐng)到單鵬珠教高作《風(fēng)光水儲(chǔ)多能互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)研究與實(shí)踐》的專題講座。講座主要分為“平臺(tái)架構(gòu)”、“聯(lián)合運(yùn)行控制技術(shù)”、“智能調(diào)度技術(shù)”及“應(yīng)用展望”四個(gè)部分。
平臺(tái)架構(gòu)
(1)總體結(jié)構(gòu)
一體化管控平臺(tái)可以對(duì)風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、水電站和儲(chǔ)能站等運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、聯(lián)合運(yùn)行控制及優(yōu)化調(diào)度管理,最大程度地實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化和能源效益化。
一體化管控平臺(tái)在統(tǒng)一的模型規(guī)范以及服務(wù)應(yīng)用框架的基礎(chǔ)之上,通過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范的交互協(xié)議,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的第三方通信數(shù)據(jù)交互接口,保證后續(xù)業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展性。

(2)功能框架
風(fēng)光水儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行控制與智能調(diào)度系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)梯級(jí)水電、儲(chǔ)能、光伏和風(fēng)電等電源進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集處理,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)視與分析,功率預(yù)測(cè)、發(fā)電能力分析、聯(lián)合發(fā)電計(jì)劃制定、消納分析等決策支持和實(shí)時(shí)運(yùn)行控制等功能,利用水電及儲(chǔ)能的不同調(diào)節(jié)特性,平抑風(fēng)光發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性,提高清潔能源的利用水平,提升電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力。

(1)控制功能
風(fēng)光水儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行控制具有平滑控制、預(yù)測(cè)控制、輔助服務(wù)和離網(wǎng)控制等功能,可接收電力調(diào)度的調(diào)控指令,將實(shí)時(shí)優(yōu)化結(jié)果通過(guò)AGC/AVC模塊或通訊接口模塊,對(duì)水電站、儲(chǔ)能站出力或風(fēng)光出力進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,并使聯(lián)合發(fā)電功率滿足電網(wǎng)調(diào)節(jié)精度和波動(dòng)率的要求。


(2)試驗(yàn)驗(yàn)證
光伏與水電的互補(bǔ)發(fā)電控制試驗(yàn)驗(yàn)證了水電出力可以很好的完成對(duì)光伏出力波動(dòng)的互補(bǔ),測(cè)試數(shù)據(jù)表明,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度最大為5%,1分鐘內(nèi)功率最大功率波動(dòng)不超過(guò)5%,優(yōu)于相關(guān)行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和要求。



智能調(diào)度技術(shù)
(1)數(shù)學(xué)模型
根據(jù)反映互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)總出力與電網(wǎng)負(fù)荷需求匹配程度的源荷匹配系數(shù),提出以源荷匹配最佳、總出力波動(dòng)最小、總發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建風(fēng)光水儲(chǔ)互補(bǔ)調(diào)度模型。

(2)算法求解
在傳統(tǒng)PSO算法的基礎(chǔ)上,引入動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)因子進(jìn)行尋優(yōu)過(guò)程的有效控制,當(dāng)動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)因子超過(guò)一定范圍時(shí),增加變異概率不同的變異粒子進(jìn)行調(diào)整,有利于改善早熟收斂現(xiàn)象,有效判別全局最優(yōu)解,從而實(shí)現(xiàn)粒子自適應(yīng)全局。
智能調(diào)度技術(shù)
(1)應(yīng)用案例
基本條件:
1. 具備同一電源送出點(diǎn)(開(kāi)關(guān)站、變電站);
2. 水電站水庫(kù)具備一定可連續(xù)調(diào)節(jié)能力(周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié));
3. 新能源電站具有較高精度的功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)(1分鐘、5分鐘);
4. 水電、儲(chǔ)能與風(fēng)光容量的合理配置。


(2)總結(jié)展望
水電(含抽蓄)和儲(chǔ)能具備調(diào)節(jié)快速、控制靈活的調(diào)節(jié)特性,是實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)發(fā)電的重要紐帶,研究風(fēng)光水儲(chǔ)多能互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電技術(shù),對(duì)于減少可再生能源棄電,建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義,符合國(guó)家能源的整體發(fā)展戰(zhàn)略,也是國(guó)家實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要手段。
