光伏行业里,什么是“弃光限电”?
弃光,放弃光伏所发电力,一般指的是不允许光伏系统并网,因为光伏系统所发电力功率受环境的影响而处于不断变化之中,不是稳定的电源,电网经营单位以此为由拒绝光伏系统的电网接入。
限电,限制电力的输出,一般指的是出于安全管理电网的考虑,而限制光电或者风电所发电力,比如一个额定功率为100MWp的电站,由于调度的需要,只允许发80MWp的电力,另外20MW就被抑制住了,不能全力运行。
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伴随着光伏发电的增多,燃煤机组的发电小时数必然减少,还会新增输电线路成本。这些变化引起的巨额支出也需要考虑在内。由于光电波动性强,没有办法像煤电一样用户需要多少就发多少,而只能是发多少电用户就要用多少,必须有优惠电价制度鼓励用户用电,否则就会像“弃风”一样出现“弃光”。
实际上,“弃光”已经出现了。国家能源局的统计数据显示:2015年上半年全国累计光伏发电量190亿千瓦时,“弃光”电量却达到18亿千瓦时。分地区来看,甘肃省“弃光”电量11.4亿千瓦时,“弃光率”28%新疆“弃光”电量5.41亿千瓦时,“弃光率”19%。
光伏产业发展,最大的问题就是如何消纳波动的光电。德国能源转型20年,就是在全力解决这个问题。只有切实解决了“弃光”问题,中国的光伏产业才能迎来真正的春天。
解决“弃光”问题需多方统筹解决,西部不仅是太阳能,同样是风能的资源集中地,风能往往在夜间是其生产高峰,与太阳能形成互补,统筹二者的生产波动性,对于消纳“弃风”同样具有积极意义。对于部分地区试点开展的“风能供暖”等就地消化产能的对策,也是光伏电站消纳“弃光”的一条应对手段。
参考资料:光伏-百度百科
首先是提高新能源消费能力。促进煤炭与新能源优化组合,保障国家能源安全,减少碳排放,是我国低碳科技创新的重中之重。充分发挥国家战略科技实力和各类创新主体作用,进一步推进跨专业、跨领域深度协同、集成创新,构建适应碳减排目标的能源科技创新体系峰值和碳中和。针对能源绿色低碳转型的迫切需要,加强煤炭清洁高效利用大宗化学品等为基础,提供技术支持。
其次是能源绿色低碳转型科技支撑行动。在新能源发电方面,研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术,研发大规模可再生能源并网及电网安全高效运行技术,重点研发高精度可再生能源发电功率预测,可再生能源电网并网积极支持低惯量电网运行与控制等技术。
再者是促进碳中和技术创新的措施。坚持目标导向和问题导向,充分发挥统筹协调作用,加快能源、交通等重点领域先进适用技术的研发和推广,加强基础研究和前沿应用布局。碳捕集、利用、封存等前沿技术,加强创新能力建设,加快推进绿色低碳技术革命。加强部门协调配合,牵头部门牵头负责,参与部门积极配合。
然后是能源绿色低碳转型科技支撑行动。围绕国家能源发展战略任务,立足煤炭主导的资源禀赋,着力煤炭清洁高效利用,提高新能源消费能力,促进煤炭与新能源优化结合,保障国家能源安全和减少碳排放。碳技术创新的重中之重。充分发挥国家战略科技实力和各类创新主体作用,进一步推进跨专业、跨领域深度协同、集成创新,构建适应碳减排目标的能源科技创新体系峰值和碳中和。
德国太阳能技术研究所开发的风电管理系统(WPMS)是目前商业化运行最为成熟的系统。德国、意大利、奥地利以及埃及等多个国家的电网调度中心均安装了该系统,目前该系统对于单个风电场的日前预报精度约为85%左右。丹麦RisØ国家可再生能源实验室与丹麦技术大学联合开发了风电功率预测系统Zephyr,目前丹麦所有电网公司均采用了该预测系统。此外,美国、西班牙、英国、法国、爱尔兰等风电发展较快的欧美国家纷纷开始开发和应用风电功率预测系统,其中较为成熟的产品还有美国True Wind Solutions公司开发的E-Wind,法国Ecole des Mines de Paris公司开发的AWPPS,西班牙马德里卡尔洛斯第三大学开发的SIPREóLco以及爱尔兰国立科克大学与丹麦DMI联合开发的HIRPOM。
近年来,国际风电功率预测研究的重点已经转向开发更高级的预测模型,强调研发适用于复杂地形、极端天气条件以及海上风电场的预测技术。在2002年欧盟启动的“开发下一代陆上与海上风电场风能预测系统”项目(“Development of a Next Generation Wind Resource Forecasting System for the Large-Scale Integration of Onshore and Offshore Wind Farms” - ANEMOS )的支持下,涌现出大量新的预测方法,如结合统计法与物理法的混合预测法、小气候模型与中尺度气象模型的结合、多个中尺度模式的集合预报等。新预测方法的提出对提高预测结果的精度,拓宽预测方法的适应性具有重要意义。
中文名
最大风能追踪技术
用于风力发电的最大功率追踪器,能快速追踪风力发电系统输出的最大功率点。扰动观测法结构简单,反应速度快,但当发电机达到最大功率点附近时,容易受外界干扰,造成功率损耗,降低风能使用效率。比率法其扰动程度比扰动观测法要小很多倍,但达到最大功率点所需的时间相对较长。三点权位法在系统达到最大功率点时,受外界干扰少,但其计算量大,追踪时间较比率法还久。模糊控制法运算量大,且需要设计良好的模糊规则库才可以达到预期目标。登山式搜寻法若定步长过大,稳定时转速扰动导致功率波动较大,若定步长过小,则影响风速响应速度;同时变步长时算法会滞后风速变化。 为使风力发电系统在变动风速下,不受外界干扰,易使风力机保持在最大功率点运行,可通过调节电源转换器的工作周期,使风力发电系统在任何风速下皆可运行在最大功率点,从而将最大功率输出至负载,并避免实际运行时使用风力计和转速计,本章采用了同步扰动随机逼近(SPSA)算法进行风力发电系统的最大功率追踪。
第二条
第三条 本细则适用于已并入山东电网运行的,由山东电力调度控制中心调管的集中式光伏电站,其他光伏发电设施可参照执行。
第四条
第五条 新建光伏电站自调度机构下达启动试运行通知起6个月内不纳入本细则管理,自第7个月1日起正常参与所有考核及分摊项目。
第六条
扩建光伏电站自调度机构下达启动试运行通知起6个月内有功功率变化和光伏发电功率预测均按本细则规定的20%考核,其余项目正常执行本规则,自第7个月1日起正常参与所有考核及分摊项目。
第七条 光伏电站以调度计划单元为基本结算单元参与本细则。
第八条
第九条 山东能源监管办负责对光伏电站执行本细则及结算情况实施监管。
第一十条
山东电力调度控制中心在山东能源监管办授权下,具体实施光伏电站并网运行管理的日常统计与考核。
第三章 调度管理
第四章
第一十一条 光伏电站应严格服从所属电力调度机构的指挥,迅速、准确执行调度指令,不得以任何借口拖延或者拒绝执行。接受调度指令的并网光伏电站值班人员认为执行调度指令将危及人身、设备或系统安全的,应立即向发布调度指令的值班调度人员报告并说明理由,由值班调度人员决定该指令的执行或者撤销。
第一十二条
出现下列事项之一者,定为违反调度纪律,每次按照全场当月上网电量的1%考核,若考核费用不足4万元,则按4万元进行考核。
(一)未经电力调度机构同意,擅自改变调度管辖范围内一、二次设备的状态、定值,以及与电网安全稳定运行有关的继电保护装置、安全稳定控制装置、有功控制子站、AVC装置等的参数或整定值(危及人身及主设备安全的情况除外,但须向电力调度机构报告);
(二)拖延或无故拒绝执行调度指令;
(三)不如实反映调度指令执行情况;
(四)不满足每值至少有2人(其中值长1人)具备联系调度业务资格的要求;
(五)现场值长离开工作岗位期间未指定具备联系调度业务资格的接令者;
(六)不执行电力调度机构下达的保证电网安全运行的措施;
(七)调度管辖设备发生事故或异常,10分钟内未向电力调度机构汇报(可先汇报事故或异常现象,详细情况待查清后汇报);
(八)在调度管辖设备上发生误操作事故,未在1小时内向电力调度机构汇报事故经过或造假谎报;
(九)未按要求向电力调度机构上报试验申请、方案;
(十)未能按照电力调度机构安排的测试计划开展并网测试,且未在规定时间内上报延期申请;
(十一)其他依据有关法律、法规及规定认定属于违反调度纪律的事项。
第一十三条 光伏电站因频率、电压等电气保护及继电保护装置、安自装置动作导致光伏发电单元解列不允许自启动并网。光伏发电单元再次并网须向值班调度员提出申请,经值班调度员同意并网后,光伏发电单元方可并网。若违反上述规定,每次按照全场当月上网电量的2%考核,考核费用不足8万元,则按8万元进行考核。若违反上述规定,并且光伏发电单元并网于与主网解列的小地区,按照全场当月上网电量的4%考核,考核费用不足16万元,则按16万元进行考核。
第一十四条
第一十五条 光伏电站应按照电力调度机构要求控制有功功率变化值(含正常停机过程)。光伏电站有功功率变化速率应不超过10%装机容量/分钟。此项按日进行考核,10分钟有功功率变化按照时间区间内最大值与最小值之差进行统计。因太阳能辐照度降低而引起的光伏电站有功功率变化超出有功功率变化最大限值的不予考核。变化率超出限值按以下公式计算考核电量:
第一十六条
其中Pi,c为i时段内超限值的功率变化值,Plim为功率变化限值。
第一十七条 当光伏电站因自身原因造成光伏发电单元大面积脱网,一次脱网光伏发电单元总容量超过光伏电站装机容量的30%,每次按照全场当月上网电量的3%考核。若发生光伏发电单元脱网考核且月累计考核费用不足12万元,则按12万元进行考核。
第一十八条
配有储能装置的光伏电站,以上网出口计量点为脱网容量的考核点。
第一十九条 当确需限制光伏电站出力时,光伏电站应严格执行电网调度机构下达的调度计划曲线(含实时调度曲线),超出曲线部分的电量列入考核。
第二十条
按光伏电站结算单元从电力调度机构调度自动化系统实时采集光伏电站的电力,要求在限光时段内实发电力不超计划电力的1%。限光时段内实发电力超出计划电力的允许偏差范围时,超标部分电力的积分电量按2倍统计为考核电量。
配有储能装置的光伏电站,取光伏电站与储能装置实发(受)电力的代数和为限光时段内计划电力的考核值。
第二十一条 光伏电站应开展光伏发电功率预测工作,并按电力调度机构要求将预测结果报电力调度机构。根据光伏电站上报光伏发电功率预测工作开展的需要,采用如下方式进行考核:
第二十二条
(一)光伏电站应在能够准确反映站内辐照度的位置装设足够的辐照度测试仪及附属设备,并按照电力调度机构要求将辐照度测试仪相关测量数据及调度侧光伏发电功率预测建模所需的历史数据传送至电力调度机构,并保证数据准确性。未能按照电力调度机构要求完成辐照度测试仪数据上传或历史数据报送工作的,每月按照全场当月上网电量的1%考核,若考核费用不足4万元,则按4万元进行考核。
(二)光伏电站应及时向电力调度机构报送光伏电站装机容量、可用容量,考核规则如下:
1. 光伏电站装机容量发生变化后,需在24小时内上报电力调度机构,并保证上报准确,每迟报一天扣罚当月全场上网电量的0.1%。
2. 光伏电站可用容量发生变化后,需在4小时内报告电力调度机构,并保证报送数据准确,每迟报1小时扣罚当月全场上网电量的0.1%。
(三)光伏电站应向电力调度机构报送光伏发电功率预测结果,光伏发电功率预测分日前短期预测和日内超短期预测两种方式。
日前短期预测是指对次日0时至24时的光伏发电功率预测预报(遇节假日需在节假日前最后一个工作日上报节假日及节假日后第一个工作日的预测,用于节日方式安排。光伏电站仍需每日按时报送次日光伏发电功率预测),日内超短期预测是指自上报时刻起未来15分钟至4小时的预测预报。两者时间分辨率均为15分钟。调度机构对光伏电站功率预测上报率、准确率进行考核。光伏发电受限时段准确率不计入考核统计。
1. 日前短期光伏发电功率预测
光伏电站每日9点前向电网调度机构提交次日0时到24时每15分钟共96个时间节点光伏发电有功功率预测数据和开机容量(遇节假日需在节假日前最后一个工作日12点前上报节假日及节假日后第一个工作日的预测,用于节日方式安排。光伏电站仍需每日按时报送次日光伏发电功率预测)。
(1)光伏电站功率预测上报率应达到100%,少报一次扣罚当月全场上网电量的0.1%。日前短期功率预测上报率按日进行统计,按月进行考核。
(2)光伏电站日前短期预测准确率应大于等于85%,小于85%时,按以下公式考核。日前短期功率预测准确率按日进行统计,按月进行考核。
准确率=()×100%
日前短期准确率考核电量=(85%-准确率)×PN×1(小时)
其中:PMi为i时刻的实际功率,PPi为i时刻的日前短期功率预测值,Cap为光伏电站总装机容量,n为样本个数,PN为光伏电站装机容量(单位:兆瓦)。
(3)光伏电站日前短期预测合格率应大于80%,小于80%时,按以下公式考核。日前短期光功率预测合格率按日进行统计,按月进行考核。
合格率=×100%
日前短期合格率考核电量=(80%-合格率)×PN×1(小时)
其中:Qi为i时刻的预测合格情况。计算公式如下:
2. 日内超短期光伏发电功率预测
(1)光伏电站日内超短期功率预测上报率应达到100%,少报一次扣罚当月全场上网电量的0.1%。日内超短期功率预测上报率按月进行考核,全月累计考核电量的最大值不超过光伏电站当月上网电量的3%。
(2)光伏电站日内超短期功率预测第4小时的准确率应大于等于90%,小于90%时,按以下公式考核。日内超短期功率预测准确率按日进行统计,按月进行考核。
准确率=()×100%
日内超短期准确率考核费用=(90%-准确率)×PN×1(小时)
其中:PMi为i时刻的实际功率,PUi为4小时前的日内超短期功率预测的i时刻功率值,Cap为光伏电站总装机容量,n为样本个数,PN为光伏电站装机容量(单位:兆瓦)。
(3)光伏电站日内超短期功率预测第4小时的合格率应大于85%,小于85%时,按以下公式考核。日内超短期功率预测合格率按日进行统计,按月进行考核。
合格率=×100%
日内超短期合格率考核电量=(85%-合格率)×PN×1(小时)
其中:Qi为i时刻的预测合格情况。计算公式如下:
第五章 技术管理
第六章
第二十三条 光伏发电单元应具备电网规定要求的零电压穿越能力。在光伏电站内同一型号光伏发电单元未在能源监管机构要求的期限内完成零电压穿越改造,或已完成现场改造计划但未在6个月内完成检测认证的光伏发电单元视为不具备零电压穿越能力,禁止并网。
第二十四条
若具备检测条件的光伏电站光伏发电电源现场检测不合格,或经现场抽检合格后仍在低电压穿越范围内发生脱网,自脱网时刻起该光伏电站同型机组禁止并网,直至完成低电压穿越改造。同时在该光伏电站同型机组重新完成整改并提供检测认证报告前,当月按以下公式考核:
第二十五条 光伏电站应配备动态无功补偿装置,并具备自动电压调节功能。
第二十六条
(一)若光伏电站内无动态无功补偿装置(动态无功补偿装置主要包括MCR型、TCR型SVC和SVG),在场内动态无功补偿装置安装投入运行前,每月按当月上网电量的2%考核。
(二)光伏电站应按照接入系统审查意见、《光伏电站接入电力系统技术规定》GB/T 19963-2012、《光伏电站无功补偿技术规范》NB/T 29321-2012等有关要求配置动态无功补偿装置,动态无功补偿装置性能(包括容量配置和调节速率)不满足电网要求的光伏电站在完成整改前,每月按当月上网电量的1%考核。
光伏电站的动态无功补偿装置应投入自动运行,电力调度机构按月统计各光伏电站动态无功补偿装置月投入自动可用率λ可用,计算公式如下:
λ可用=每台装置投入自动可用小时数之和/(升压站带电小时数×装置台数)
动态无功补偿装置月投入自动可用率以95%为合格标准,低于95%的光伏电站考核电量按如下公式计算:
可用率考核电量=
Wa为该光伏电站当月上网电量。
继续阅读 先汇报事故或异常现象,详细情况待查清后汇报);
(八)在调度管辖设备上发生误操作事故,未在1小时内向电力调度机构汇报事故经过或造假谎报;
(九)未按要求向电力调度机构上报试验申请、方案;
(十)未能按照电力调度机构安排的测试计划开展并网测试,且未在规定时间内上报延期申请;
(十一)其他依据有关法律、法规及规定认定属于违反调度纪律的事项。
第一十三条 光伏电站因频率、电压等
具体研究内容为:采用先进传感器、通信、信息、自动控制、人工智能技术,对电网运行数据进行统一断面无损采集,统一建立变电站实时全景模型;研究智能电网海量实时信息应用及信息体系架构技术;智能电网中变电站广域关联、配合、交互技术;智能电网广域信息交互及信息安全防护技术;智能变电站运行维护和试验技术;基于广域同步测量系统(WAMS)的广域保护技术;研究采用电力电子技术的智能设备。