【精彩论文】省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用

观点凝练

摘要：电力在能源转型中发挥着重要作用，未来能源转型将呈现清洁、低碳、电气化的发展趋势。主要介绍省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用。首先，介绍了电网实现全清洁能源供电面临的技术问题；其次，分析了电网在全清洁能源供电情况下的电力电量平衡方程；再次，基于电网和水电机组出力约束条件，分析调度发电计划优化函数。最后，以青海近三年内成功实现的全清洁能源供电为案例，从工程实践角度分析全清洁能源在省级电网实现的可行性和主要过程，并探讨三次全清洁能源供电在技术和交易模式上的创新。全清洁能源供电的实践与探索对电网提升多能互补协调控制和新能源消纳能力，促进清洁能源发展提供实践经验，也为电网承载新能源革命提供有益的借鉴。
结论：本文基于省级电网实现全清洁能源供电面临的技术问题出发，分析全清洁能源供电情况下的电力电量平衡方程。结合实际电网运行特性，提出发电计划优化函数。最后结合青海电网“绿电7日”、“绿电9日”和“绿电15日”的成功实践，从电网特性、可行性、实现过程等方面进行探讨，得到以下结论。

（1）省级电网实现全清洁能源供电的相关理论成果及实践经验可推广至清洁能源占比较高的其他省份。实现省级全清洁能源供电需满足能源分布合理和全网优化调度的条件，在实际应用中应综合电网调度计划优化函数和各项电网运行约束，并考虑水电机组的调节性能，建立统一模型后对其整体求解，在此过程中需以电网安全稳定运行为基础进行反复校核计算，最终确定调度方案与专项应急预案。

（2）若在省级电网完全停运火电机组，不能满足电力电量平衡方程及电网安全稳定运行的约束条件，则开展全清洁能源用电期间火电最小开机方式专项校核，保持火电最小开机方式运行。但全清洁能源供电实践体现在：一方面是电量平衡上，水、风、光等清洁能源能够满足全部用电负荷需求；另一方面则是在电力平衡上，调度运行控制时的核心体现在保证水、风、光等清洁能源的发电出力每时每刻都大于用电负荷。火电不参与电力电量平衡，火电等其他富余电能全部实现外送。在条件成熟的情况下，可通过优化网架结构和运行方式，进一步降低省际受入能力和局部断面控制对火电开机的依赖程度，实现全省发电和用电同时实现全清洁能源。

（3）新能源技术的发展及应用是实现全清洁能源供电的保障。主动创新发展新技术应用，建成国内首个清洁能源大数据服务平台，打破了新能源行业长久以来的数据“孤岛”状态，形成了全新的透明竞争生态。利用多能互补协调控制技术，实施水、风、光多能协调控制。这些技术有效消除了新能源发电的间歇性对电网安全稳定运行所带来的影响，有效提升了新能源消纳水平。

（4）能源资源禀赋、广泛互联大电网和全国统一电力市场是全清洁能源成功实践的基础。青海水光风资源富集，清洁能源发电占比已达到86%以上，水光风等资源具有互补特性，可以实现多能互补协调控制。同时国家电网公司通过大电网统一调度和跨省区交易，跨省平衡电力供需和安排备用容量，促进了新能源在更大范围内消纳。

引文信息

朱罡, 李延和, 张真, 等. 省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 195-205.ZHU Gang, LI Yanhe, ZHANG Zhen, et al. Operation control technology and application of all-clean energy power supply in provincial power grid[J]. Electric Power, 2021, 54(5): 195-205.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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