基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究

郭金茂

（中国三峡新能源（集团）股份有限公司内蒙古分公司，内蒙古 呼和浩特 010010）

引言

根据输电线路负荷特性，参与调峰可以大大提高系统调峰能力。通过峰谷电价的需求侧响应可以降低系统运行成本，具有良好的经济性。增加能源存储设备，改善系统灵活性调度，降低燃煤电厂的煤炭消耗和维护成本。新能源并网水平的持续提高对电力系统的调峰能力提出了更高的要求。现有研究表明，利用热电联产机组调峰能力促进新能源消费的积极作用。但是，垂直综合调度模式一般认为，每个发电机对电网调峰命令无条件响应，无论是否参与发电机组调峰服务。如果单位参与电网调峰，会影响自身的运行效率和费用，因此无偿要求调峰服务也不无道理。在中国现有的调度系统中，调峰补偿是激励各单位在电网中主动应对调峰的有效手段。本论认为，对超过火电厂基本调峰范围的调峰服务，应进行补偿。基于调峰补偿调度模式，许多研究假定热电联产机组不提供 基于源-网-荷-储调峰能力，而只对现有火力发电的 基于源-网-荷-储调峰能力、调峰成本等问题进行研究。热电联产机组加热限制下调峰潜力的现有研究一般认为，基于调峰补偿机制的加热约束简单单模型是热负载弱梁和热电比约束。由于热电联产机组的运行受热力系统复杂运行的限制，可以充分利用热力系统热存储能力支持电力系统调峰，因此这种简单的建模方法并不能反映热电联产机组的可用调峰能力和调峰补偿激励下参与电网调峰倡议的实际能力。本文研究了热电联产机组的调峰能力、调峰成本和调峰方案。充分考虑热力系统的复杂运行约束，建模分析了电网中参与调峰的热电联供电厂的可用调峰容量和调峰成本，然后基于调峰补偿机制，提出了热电联供调峰方案的电气调整调度方法，最后通过实例分析验证了本文模型和调度方法的有效性。

一、基于源-网-荷-储调峰资源优化配置建议

（一）发电侧：优化 基于源-网-荷-储调峰机制：通过常规煤电机组灵活性改造，到 2025 年最大调峰能力 1 300 万千瓦，其中深调容量约577 万千瓦，占最大调峰能力的 44%。通过供热机组“热电解耦”改造，到 2025 年供热机组基础最大调峰能力约 180 万千瓦，考虑供热机组深调能力后，最大调峰能力达到465 万千瓦。缩短常规煤电机组的开停机周期也可以改善新能源的调峰弃电。深化自备调度机制：按照西北电力电控中心相关数据进行测算，考虑 A 区自备电厂企业下网能力等因素，预计电网自备电厂可释放调峰能力约 40 万千瓦，占自备电厂容量的 30%左右。

（二）电网侧：电网侧跨区直流运行方式对系统调峰特性较大影响，按照送端负荷特性参与调峰，可显著提高系统调峰能力。通过多种运行方式分析，2025 年通过提高部分月份净负荷曲线低谷交直流联网线路输送功率，可提高系统调峰能力超过200 万千瓦左右。

（三）需求侧：从宏观层面来看，主要是通过电能替代增加负荷体量，拓展基础消纳能力，预计到 2025 年将代替超过 100 亿度；从微观层面看，主要是通过需求侧资源响应挖掘已有负荷资源潜力，利用市场交易和电价机制提高需求侧资源潜力的发挥，通过峰谷分时电价时段和电价调整可优化系统净负荷曲线，峰段功率下降14%，谷段功率上升 11%，移峰填谷作用明显。

二、基于源-网-荷-储调峰对电网运行安全稳定以及新能源电力接入的影响

源-网络-负载-存储调峰严重影响电网负载峰谷差异，导致发电厂输出下降，发电机执行调峰超出基本调峰范围的工作方式。源-网络-负荷-存储调峰是将负荷减少到电站锅炉最小稳定燃烧负荷以下。源-网络-荷兰-存储调峰缓解电网中出现的峰谷差异问题，直接减少电力浪费造成的经济损失。在现有的我国电网结构中，调峰能力越高，能确保新的能源容量。目前我国发电机主要以火力发电机组为主运行，依赖火电厂的源-网-荷兰-调峰是必然选择。源-网络-负载-存储调峰通过增加调峰容量在电力系统中配置FM电源，使系统频率处于可调节范围内。目前，可以执行源-网络-负载-存储调峰的单元容量很大，但由于调峰特性响应速度、负载跟踪功能等原因，无法跟上施加在电网上的频率波动。火力发电厂只能具有特定频率段的平坦能力，火力发电厂容量范围以外的高频波动会影响电网。因此，目前的源-网络-荷兰-存储调峰单元提高了火电厂的运行灵活性和燃料灵活性，提高了现有火电厂的调峰幅度、攀登能力和启动停止速度，减少了对燃料的依赖。我将努力有效地连接电网，确保安全稳定的电网运行。

结束语

总之，利用需求侧响应的分时电价与可中断负荷，将负荷侧资源积极参与到电网调峰中，并与火电机组相结合，建立了考虑需求响应及火电机组 基于源-网-荷-储调峰的含高比例新能源系统优化调度模型。随着储能技术的不断发展，可同时作为发电资源与负荷资源，为缓解调峰压力带来了新的动力。