源网荷储智能化调度控制系统的应用

吴金星

（中煤新集利辛发电有限公司，安徽 亳州 236000）

引言

随着我国可再生能源装机量的迅速增加，新能源发电量呈现出快速递增的趋势，建立包含新能源供电系统在内的新型电力系统的需求剧增。由于新能源发电具有随机性和间隙性的特点，对电网系统的冲击日益增加，导致电网运行的随机性和波动性增大，电网系统供、需两侧的随机问题不断加剧，传统“源随荷动”的电网调控逻辑在调控准确性和及时性方面都无法满足电网调度精确性的需求。

为了满足电网系统精确调控的需求，权然等[1]提出一种新的源网荷储协同调度模式，介绍了电网系统及源荷储的优化调度方案，为提高电网系统的调度精确性奠定了基础。王一飞等[2]则提出一种新的直流配电网络源网荷储多目标优化调度方案，显著减少了供电网络的运行成本和调整偏差。结合供电网络的实际需求，本文提出一种新的源网荷储智能化调度控制系统，在对电源侧、电网侧可调节资源优化的基础上，通过制定“双重导向、双重市场”的响应机制，建立源网荷储协调控制系统，将电网的调度准确性提升了11.4%，调度及时性提升了43.7%，提升了供电网络的电网调峰余度，为新能源的大规模并网运行奠定了基础。

1 源网荷储市场响应机制

新能源和电网的并网，根本上是市场对新能源需求的持续增加，新能源的并网和需求直接决定了电网调度系统调节的精确性和及时性。因此，需要首先确定新能源并入电网的双向需求，制定“双重导向、双重市场”的响应机制。

新的“双重导向、双重市场”的响应机制主要包括电厂参与响应机制、负荷侧资源参与机制和峰谷电价激励机制。通过多重机制引导新能源客户主动改善，降低对电网系统工作稳定性的影响。

1）电厂参与响应机制。电厂按照“报量保价”的模式参与电网调度，调度机构根据“容量优先”的原则进行调度，同时对电厂低于发电基准时的电量进行补贴。

2）负荷侧资源参与机制。由调度机构根据市场用电情况，对不同的用电时间段进行划分，在负荷侧发电量处于高峰期时优先消耗清洁能源的发电量，降低电厂的发电量，提高新能源的消耗速率。

3）峰谷电价激励机制。由于新能源发电具有全时段性，而且发电量需要全部消耗，因此，造成燃煤发电机组白天的上网负荷和报价低，而夜晚的上网负荷和报价较高。因此，可以考虑将白天的用电平段调整为谷段，引导具备发电调节能力的客户主动优化发电时间，实现避峰就谷，提升电网系统运行稳定性。

2 源网荷储调度系统构架

为了满足大范围的源网荷储调度需求，将生产控制大区、管理信息大区省级智慧服务平台等相互贯通[3]。本文提出了一种新的源网荷储调度系统，该系统主要包括调控层、聚合层和资源层三个部分，能够实现扁平化控制，减少了中间转换环节，有效提高系统的调节效率和可靠性。源网荷储调度系统整体结构如图1所示[4]。

由图1可知，调度层是该系统的“大脑”，能够对电网系统的整体资源情况进行统一汇总分析，确定电网整体的运行状态及下一阶段的运行趋势，根据预先设定的调度规制生成运行调度调节逻辑，并将该逻辑传递到聚合层。

图1 源网荷储调度系统示意图

聚合层包括省级智慧能源服务平台、源网控制柔性互动控制系统等，主要用于对不同类别和不同范围内的可调节负荷资源进行统一汇聚和优化，有效解决目前可调节的负荷量大、范围广、类别多的不足。

资源层主要包括各类可调节资源，资源层和聚合层的数据通信通过高速数据网络及无线数据通信系统连接。在数据传输过程中，已经部署调度数据网络的部分可以通过高速数据网络接入聚合层，而其他距离远、尚未布置调度网络的部分则可通过无线数据网进行数据连接，确保数据通信的效率和可靠性。

3 调度系统资源接入方式

为了满足源网荷储调节可靠性需求，系统的可调节资源接入调度系统的方式共有3类[5]。第一类是建立信息隔离式接入，在互联网的大区内设置资源采集模块，对大区外的数据通过防火墙连接，对大区内设备可以通过数据内网连通[6]。第二类是建立防火墙稳定性接入方案，满足源网荷储调节平台、省级智慧能源网络和虚拟电厂供电部分的相互数据信息共享。第三类是依靠现有的调度数据网络进行数据信息接入。各类资源接入到信息流的整体架构如图2所示[7]。

图2 资源接入信息流架构示意图

4 应用情况

目前该源网荷储结构已经小范围投入使用，根据对近7个月的实际应用情况分析可知，优化后系统内的新能源消耗量从优化前的86.4%提升到了目前的97.4%，消纳率提升了11.3%。通过对系统调度方案和系统通信逻辑的优化，系统运行时的调度准确性比优化前提升了11.4%，调度及时性比优化前提升了43.7%。

5 结论

针对新能源发电接入电网系统后导致电网随机性、波动性增加，现有调度方案无法满足调度准确性和及时性的不足。提出了一种新的源网荷储智能化调度控制系统，通过将市场响应机制和系统控制逻辑相结合的方案，实现了对新能源入网的有效调度，实际应用表明：

1）“双重导向，双重市场”的响应机制主要包括电厂参与响应机制、负荷侧资源参与机制和峰谷电价激励机制。能够引导新能源客户主动改善，降低对电网系统工作稳定性的影响。

2）新的源网荷储调度系统，主要包括调控层、聚合层和资源层三个部分，能够实现扁平化控制，减少中间转换环节，提高系统的调节效率和可靠性。

3）系统的可调节资源接入调度系统的方式共有3类，能够有效保证数据信息的准确性。

4）优化后系统内的新能源消纳率提升了11.3%，运行时的调度准确性比优化前提升了11.4%，调度及时性比优化前提升了43.7%。