近十年来,随着新能源装机的快速增长及电网建设的不断加强,新能源上网电量逐年增加,为我国节能减排做出了突出贡献。新能源并网运行技术取得了明显进步,安全运行水平大幅提高,为风电成为非水的第二主力电源提供了强有力的技术保障。但是,由于电网调峰能力不满足新能源持续迅猛发展的需要,消纳空间严重受限,弃风弃光率逐年上升,新能源发展似乎已进入瓶颈期。
4.全过程新能源安全保障:开展新能源运行的动态安全评估。通过对大量电网运行数据的分析,利用并行计算能力,实现大容量新能源运行情况下,电网安全性的实时评估。评估结果用于电网调度接纳新能源的实时评估辅助决策。
全面落实风电高、低电压穿越治理,统一制定风光电场内相关设备的运行电压标准,避免大面积脱网及无序脱网事故发生。同时控制大面积脱网后的自并列行为,减少事故情况下对电网的二次冲击。在建设运行好风光场SVC、SVG等动态无功设备的同时,在部分重要的电网汇集站增加动态无功设备,以解决新能源极大功率时的电压问题。
二、“广域”式感知的新能源理念
“广域”式感知的新能源应该是互联网+电力系统的模式,利用大数据挖掘手段,把新能源的消纳从发电、电网扩展到规划设计、预测、运维、绿电证书交易、新能源使用等环节。
1.新能源发展的规划、统计。分析新能源运行的历史数据,包括不同年份和季节的风资源、光辐照度情况,电网运行及约束情况,弃风弃光统计、功率预测的电量误差率,用于向政府、行业内发布相关信息,指导新能源发展规划。
2.风光场站运行维护、优化检修应用。挖掘历史数据,包括风光设备及场站运行可用率、设备故障率及故障类型等;分析预测数据,包括功率预测及交易信息,由运行业主与维护方在数据交易平台上进行直接数据交易,确定维护价格及优化检修安排。
通过风光场数据的传输共享,在强大的后台分析决策系统支持下,达到风机的最优转矩控制和叶尖速比。实时分析不同风向对发电功率的影响,优化开机,实现全场功率最大化,以及根据风向变化提前调整偏航,做到新能源运行状态的自适应主动调整,以减少机械载荷、提高抗疲劳强度、提升发电量。
正是基于以上理念,MECAL公司的风电场智能运维服务,通过SCADA系统、设备监测传感器及运维日志等数据监控风场运行性能,分析评估设备运行趋势、跟踪发电量,形成日、周、月、年度评估报告,结合丰富的专家经验和成熟的工具,提出检修维护建议及维护成本预测,实现了检修的优化和可预测化。
3.新能源参与电力市场化交易的预测及发布。根据电网运行相关数据信息,由电网调度预测新能源可参与电力市场化交易的容量、电量、交易时段及电价、弃风弃光率,并通过互联网向电力交易各方发布。发电方及电力用户根据发布的信息调整生产计划来增加消纳新能源,实现新能源消纳的自主决策。
4.新能源发电功率预测。分析不同的季节、气候过程、局部气温、空气密度、风向、局部地理特征、场站内单机之间尾流相互干涉与发电功率之间的深层次关联,挖掘历史数据,计算形成风电预测的准确率评价体系,包括极值预测、爬坡预测、正负偏差预测的准确率,用于修正预测结果、提高精度,并通过互联网公开发布。
三、“开放”式挖掘的新能源理念
目前一些大型风电企业已经建立了数据中心及分析平台,但数据来源有限、各自隔离,无法建立数据的资产管理理念及充分发挥全数据优势,最先进的IT技术难以引入。开放式新能源应利用云计算、大数据、移动互联及智能应用技术,在政府支持下建设独立运营的新能源数据服务云平台,有条件地开放新能源运行及维护、电网运行及约束、气象资源、预测、生产销售等数据,把数据作为资产进行管理,厘清数据资产的所有权、使用权、维护职责、价值评估和交易流程、安全保障,并从使用范围及挖掘方式两方面有条件开放。
1.开放范围应包含政府主管部门及气象部门、规划设计方、投资方、电力运营维护方、设备制造方、行业协会、电力交易机构、电力用户等。通过数据开放,为投资决策提供参考、优化风电选址及检修、深化运行分析。搭建开放的新能源电力交易平台,在平台上进行绿证交易、电力现货交易,实现可交易的新能源电力及电量预测、交易意愿申报、交易实施及评估、监管,从而实现新能源生产和交易的去中心化、分散化。
2.开放挖掘方式及结果。制定开放式的数据服务云平台架构技术标准,按照授权开放架构。云平台发布新能源运行相关基础信息,研制数据挖掘工具,按合同约定获取及传输相关数据流。获得授权者可自主添加应用模块、自行研发挖掘工具,有条件开放挖掘结果,形成新能源大数据的获得、挖掘、传输、交易、发布全流程。
(作者系MECAL(北京)工程技术有限公司总经理)
作者:奥云 来源:中国能源报
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