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看新型电力系统如何解题——电力电量平衡问题
发布时间:2022年04月23日 08:46

电力电量平衡是什么?

由于电能无法被大量存储,因此电力系统具有即发即用的特性。这种特性使得电网需要实时满足发电与用电的平衡,即电力电量平衡。

电力平衡是一种瞬时平衡,指在某一时刻,用电功率与发电功率保持平衡。简单化至家庭场景,家里配备了一台小型发电机,若某一时刻这台发电机所发的电,能满足同时工作的所有电器用电,这家就达到了电力平衡。

而电量平衡是一种过程平衡,指某一段时间内,用户需求的电能量与发电厂发出的电能量之间的平衡。

电力电量平衡属于电力系统的基本安全稳定问题。在传统电力系统中,衡量电力电量是否平衡的标准一般看最大负荷时刻。发电机组若能满足最高负荷的用电需求,即可实现实时平衡。而在新型电力系统中,却有了不一样的平衡标准。

破题思路——以浙江电网为例:

新型电力系统的建设使得源网荷储四侧涌现了大量新技术、新设备,也给针对因新能源接入而加剧的电力电量平衡问题,带来了新的解题思路。

在应对新能源“虚胖”方面,国网浙江电力正开展新能源多时空尺度功率高精度技术的研究,降低电网调度难度、增加新能源并网友好性,减少新能源出力运行波动性和不确定性对电网运行带来的冲击。目前,已构建了“点-线-面”分布式新能源多时空尺度功率预测体系,搭建基于云计算与人工智能的智能化预测服务,同时为全省11地市的600余个分布式光伏站点提供多尺度功率预测,实现面向绿色调度的分布式新能源功率精准态势感知。

为了提高新能源开发利用水平,国网浙江电力正开展大规模新能源柔性接入优化技术研究,利用柔性低频输电、多电压等级直流电网新技术,提高中远距离规模化海上风电开发和送出能力;同时开展高比例分布式光伏灵活并网技术研究,增强高密度光伏的开发利用能力。目前已在台州开展世界首个柔性低频输电示范工程的建设,可实现80-185公里范围内风电的经济高效送出,为中远海风电的开发利用提供了解决方案。

在提高短期调节能力方面,国网浙江电力从源荷储多侧协同发力,构建多元灵活调节体系。源侧,开展火电灵活性改造,降低煤电机组最小出力限制,实现20%-30%额定出力下安全运行。负荷侧,不断扩充需求响应资源池,通过可中断负荷、虚拟电厂、负荷聚合商等提供辅助服务,积极参与电网调节互动,实现“源荷互动”。储能侧,积极布局抽水蓄能及其他新型储能,充分发挥多类型储能资源的灵活调节能力。

在提高中长期调节能力方面,国网浙江电力正开展氢能、电能、热能等异质能源互联互通技术的研究。在新能源发电大量盈余的时段,通过新能源制氢、甲醇和氢衍化物等进行消纳。在长时间新能源发电不足时,通过将氢能、甲醇等异质能源转换为电能实现电力供应保证。目前,已在宁波慈溪、杭州、丽水缙云、台州大陈岛建设氢电耦合能源枢纽示范工程,工程投运后将创新电能与氢能的协同运行方式,为中长期电力可靠供应提供解决方案。