适应西北“三型”电网发展形势下的调度运行模式分析

1 适应西北“三型”电网发展形势下的调度运行模式意义

西北地区新能源资源富集，是全国最重要的能源基地之一。近十年西北电网新能源和跨区直流飞速发展，新能源装机已突破一亿千瓦，直流外送规模已达5471万千瓦，外送规模、新能源装机规模、新能源装机占比均高居六大区域电网首位，整体呈现大火电、大清洁能源通过“大直流”送出的格局，新能源高占比送端大电网特征凸显。国家西北电网在2019年推进“三型两网”电力市场机制建设、争取电力交易工作新突破，在相关会议中介绍了有关西北电力市场在2018年的运营情况、工作特点及2019年工作的要点，同时明确了2019年新能源消纳和电力交易的重点工作。针对西北电力调控工作提出的全新要求，人员需充分意识到西北电力外送和新能源消纳的发展方向，进而推展全国统一电力市场建设，发挥平台作用，促使能源资源实现最优化配置[1]。

如今电网业务主体内容已从最初单一供电业务逐渐向多元化供电业务发展，也针对性地对调度运行模式进行了调整，对调度机构的业务内容产生影响，在西北“三型”电网发展背景下，需对调度运行模式的意义展开深入分析，主动适应电网发展需要。具体调控目标体现为：能充分满足大电网跨越式发展要求；为西北大规模电力电量跨区外送提供坚强的网架支撑；充分发挥省间互济及余缺互补优势，实现区域内资源优化配置；适应大规模新能源接入后电网特性的不断转变，提高电网对清洁能源的接纳能力；挖掘各类电源的调节优势，实现系统调度的整体经济性效果[2]。

2 西北“三型”电网发展中需面临的挑战

新能源不确定性对电网安全运行提出挑战。新能源出力随风电、光伏资源而动，因此存在极大的随机性、间歇性和波动性，以某地区风电为例，其高峰出力可达该地区最大负荷55%，且来风集中程度高、出力波动幅度大，给电网安全稳定运行带来影响。若全天所有时段都采用统一标准的地理联络线考核模式，新能源大规模出力突变时，有可能出现系统的调频响应速度与精度无法满足要求，系统调峰资源无法准确追踪其变化，进而无法保障系统的频率稳定[3]。

新能源消纳任务重。目前的调度运行管理模式主要是基于地理联络线管理，在大规模新能源集中并网的背景下，以15分钟为间隔的联络线管理模式在响应速度、精度和前瞻性上都逐渐显现出不足，尤其是新能源急速增长的极端情况，甚至会出现为满足联络线管理要求被迫弃风弃光的现象，新能源最大化消纳的目标无法得到充分满足，进而影响新能源消纳任务的完成。

西北“三型”电网优势未充分发挥。西北地区是我国重要的的综合能源基地，水、火、风、光等各类资源优势显著，而西北电网作为各类能源的汇集枢纽、共享平台，需将各类资源精准定位，发挥各自优势，最终实现多类型资源的最优化配置。传统的调度运行管理模式通过联络线考核传导压力，一定程度上不利于发挥西北“三型”电网的水、火、风、光等协同运作优势，制约了电力市场良性发展[4]。

不利于调度计划的编制与执行。新能源预测准确性一直是影响新能源消纳的因素之一，日前新能源的电量预测可根据资源的月度分布特性及日前气象信息得到较好掌握，但日前新能源电力预测需精准到分钟维度，由于提前时间长、预测颗粒度小、跨越24个小时，其准确性无法保证，进而会给备用的留取、跨区和跨省送电计划的编制带来影响。依据低准确性的新能源预测编制的调度计划，其精准性也无法得到保证[5]，且在日内运行中为适应新能源实际出力与日前预测间的偏差，必将不断对调度计划进行修正，日前交易计划难以保证落实。

不利于分中心和省级调度关系的良性发展。联络线管理的是分中心对省级调度实施专业管理的重要手段之一，但伴随各省新能源装机的不断增加，各省级调度对外送通道的使用意愿更加迫切，对全网调峰资源的调用更加频繁，因此分中心级别的调度对全网有限调节资源和外送通道的分配需要统筹考虑各方利益，做到公平分配和有序调用。在现有的地理联络线管理模式下发展“三型”电网，一是对省级调度要求较高，各省级调度需对本省新能源、负荷和联络线有较高预判能力，才能兼顾本省新能源消纳和减少联络线考核；二是对分中心调度公平性提出更高要求，各省联络线间彼此制约、相互影响，需分中心从中协调以实现多方利益的平衡，若发生联络线考核不当容易造成分中心和省级调度关系的恶化。

3 适应西北“三型”电网发展形势下的调度运行模式

随着西北电网规模不断扩大、新能源渗透率不断增长，电网特性正逐渐发生转变，对电网运行的安全性和经济性也提出更高要求，调度运行模式不仅需适应电网发展新形势、新要求，还应通过优化管理模式助力西北“三型”电网建设[6]。本文认为适应西北“三型”的调度运行模式应包括几个方面：

构建权责清晰的调度管理体系。以分中心调控机构作为全局资源的统筹主导，从备用统筹、外送安排、资源调配多个方面进行全局布控和分配，省级调度以地理联络线为边界进行省内资源优化，两级调度权责清晰，协调运作。

实现高效顺畅的调控运行响应机制。针对新能源高占比电网中新能源大幅度变化带来的调频、调峰问题，多级调控机构在管理和技术上均需主动适应，在时间上做到超前预判、响应迅速，从手段上做到资源调用精准有序，从管理上做到上下级调度业务链条顺畅、高效协调。

优化现有联络线管理模式。改变现在相对固化的联络线管理体系，一是细化联络线分辨率，适应高占比新能源对电网调节速率的要求；二是灵活调整联络线计算方法，实现季度、月度和小时时间尺度上的动态优化；三是松弛有度的考核方法和奖惩机制，通过联络线考核实现调度运行专业管理的有效实施，同时通过合理的奖惩机制引导多级调度良性互动，促进新能源有序消纳。

打造“源网荷”友好互动新局面。调度运行管理不止拘泥于调控机构之间的业务联系和专业管理，还需重视实施电源侧和负荷侧管理对大电网运行的重要作用。在电源侧需优化各类电源涉网参数，提升传统水、火电等传统机组响应速度、调节精度和调峰深度，提高风电、光伏等新能源机组耐频、耐压能力，具备为电网提高频率支撑的能力；在负荷侧需挖掘各类负荷调峰能力，通过市场手段激发负荷侧参与电网调节，在不增加电网和电源投资的情况下释放潜在调峰能力。