关于新能源电厂并网安全管理及消纳探讨

河北建投能源科学技术研究院有限公司 阎 彬

新能源电厂的主要采用利用风能、太阳能、地热能和生物能等新型能源技术来进行能源的系统产生。研究新能源系统机制已成为全球电力行业最新的技术发展方向。在新能源电厂并网安全管理工作中，应做好有关安全维护以及消纳管理工作，保证新能源电厂的顺利、高效运行，推进电网行业的健康发展（如图1所示）。

图1 新能源电网类型

1 新能源电厂并网安全管理策略

1.1 并网准备操作

对于新能源电厂而言，在并网之前需要进行系统准备调试。在此阶段，企业需要重点关注以下关键的系统运行控制：企业内部的电厂主要部门负责人，需要将设备接入的系统参数申报递交给国家专业电源管理相关部门。此后，需要等待国家部门进行严格审核并通过后，方可获得电厂正常设备运行的各项参数指标。若光伏发电站中的相关设备零件出现问题，则需进行相应调整，做好光伏发电站中各项数据的调试与分配。在这个过程中如果出现了新能源电网与传统电网接入不匹配，将会导致后续的整体发电过程出现一系列的问题，造成严重的失误，因此需要为设备并网速度做好充分的准备[1]。

1.2 并网的调试

在新能源公司并网系统调试的重要步骤中，需要完成以下关键任务。一是完成系统安装后，必须进行网络调试工作。调试过程中，应首先确定控制公司并网点的数量，为了优化设计并网点数目，应在市场调查分析的基础上把握市场用户的真实需求，进行合理有效地分配。二是控制变压器发电装置的规模设计，国家规定新能源电站并入当地电网时，上级变电站的单台变压器容量应最小化，且限定容量一般应不超过1/4的设计最大负荷值的正负。对于功率参数的调控范围，一般是有限的，因此需要对整个系统进行控制。首先必须确定用户线路以及并报网点、设备运行调度等运营组织方式。其次需要认真编制实验线路方案，并进行严格的检查和核对，以确保相关电力运营主管和部门提交的实验相关数据的准确性[2]。

2 新能源电厂并网安全管理策略

2.1 并网准备

在加快新能源电厂网络建设、并网及改造建设前期技术准备规划方面的工作，在强调对发展前期四个控制要点的把握的基础上，需要更加注重和突出以下问题，从严控制：一是要加强前期电网发展的设计工作策划，尤其是要抓紧将各省级新能源电厂项目所在地的电网接入和系统优化设计，立项申请工作要先汇总上报至当地省级各专业规划归口行政管理综合改革规划部门，再按照现行规定严格进行项目前置论证审查和上报工作；二是企业需确保前期资料审查顺利通过现场评审确认后，按计划进行新建工程项目招投标方案评审和设备控制系统招标、安装、调试、改造。当涉及政府投资管理等相关部门与新能源电厂商议签署有关并网技术经济协议时，应注意签署电子协议上所必备的各类资料的分类、整理、收集、录入和处理，签章并审核后上报审批；三是必须在年底前签署并落实新能源电厂与供电公司的全年电力直供或配购机组发电经营合同。此前需确保相关年度并网调度发电合同经济协议已被全部签字落实[3]。

2.2 并网调试

调试阶段是必不可少的步骤。国家要求验收环节应至少明确以下几点：各省级新能源电网用户需要在全部设备和部件现场安装并全部安装就绪后，进行验收操作，可先提交单独技术试验申请，并以书面电子协议形式递交至技术发展部编号为策划部的部门申请验收，完成并网后再提交试验成果。其次，由电网相应专业主管审批部门负责处理报告事宜；在进行二审时，电力专业的电网主管和批准部门会从多个角度来审查拟申请并网试验申请书的真实性。

部门将会严格审查拟建电网工程的名称、范围内容要求和年发电容量计划是否与电站投运试验结束前日期时间相符等具体要求；各地主管和调度运行部门应组织电力技术人员填写年度新能源发电机组试点、并网发电准备和时间表报告。同时，机构还明确承诺，在完成全部逐一核实和审查验收程序后，将确保所有机组顺利通过全部程序环节，依据电网现行技术标准，依法对全国各地的新能源风力发电试验机组系统设备进行逐一现场实施试验，包括安全与并网系统的安装和调试、可靠性检验测试、示范试点运行和并网试运行，以及安全示范运行系统的适应性测试和检测验证。

2.3 试运行

在新能源电厂并网试运行中，电站需要在正式运行期结束日前，提前至少六个月按要求进行试运行。具体来说，燃煤发电机组和风力发电机在进行并网正式运行和调试工作前，必须按时进行调控与管理调度机构的审查工作。此外，电站还需要注意按照有关时限要求进行提前开机的试运行，在规定时限内，应如实将工作审查过程和结果报告上报至新能源与发展局策划部办公室；新能源光伏发电展示项目必须从点火开机完成后立即启动，并进行至少168h的试运行；要求各电厂每日除有1台太阳能光伏系统发电和3台风电机组上网外，其他两台以上新能源光伏发电系统机组用户，还需要于当天下午同时汇报总燃料库情况和每日全部锅炉的燃料总量给电网运行调控机构。这能配合机构定期分析编写当天的太阳能发电装置生产负荷计划报告，以促进调控运转工作的有效实施[4]（如图2所示）。

图2 独立型风力并网发电图

电站工作人员在日常操作和试运行等工作中，负责人要能全程密切监控两台柴油发电机组的各种正常状态，包括开机和运行调试等，如果监控系统检测到电厂设备的运行参数明显异常，需要立即向电厂内部的电力运行综合调控指挥工作机构申请许可，等待统一出具发电运行及调度指挥书面通知后，再对设备进行相应的调查和处理。

3 关键节点分析

在我国新能源电厂机组并网前安全技术管理工作中，明确了其中的关键节点尤为重要，其中应具体地包括如下重点内容。

3.1 审查接入方案

一般情况下，在评审电厂接入规划方案时，需关注以下三个方面：首先，新能源电厂的主管部门应尽力将与电站接入相关的系统和设计技术报告等材料，提交给有实力的独立设计研发机构，由其进行设计审核；其次，项目发展策略部门须与相关专业管理技术部门联合，审核电站接入系统方案；企业应特别关注过去两年内新能源发电机组装置生产建设、市场环境和电量外送接入条件的变化。若企业发生了这些变化，或其项目未被最终审核批准，就需要着重复核其接入电源系统的设计，并在必要时重新审查设计条件以及进一步审查电源接入电源系统[5]。

3.2 签署并网调度协议

一般情况下，并网发电调度相关协议条款会具体规定各新能源机组在并网及其运行维护中应确保的安全行为规范、技术条件和设备安全防护条件，以保障各机组的发电情况。在签署协议文件时，当事人需要仔细商量，需要充分注意的事项有两个：签订并网运行调度的协议内容应基于签署国家级企业机组并网执行调度技术协议等前提，并以签署省公司机组并网运行调度相关协议文件为参考；新能源电厂企业应提前与区域调控运行中心部门平等协商意见，达成联合并网和调度管理协议。

3.3 机组并网调试

为了保证各类新能源发电项目机组设备的正常运行，公司的调控服务机构每年都要按照规定程序组织人员进行检修调试验证工作，包括对新能源电网各个设备的检修、各程序的运行情况记录，例如对光伏发电站中日产电量的记录、接收器角度等进行适当的调整，保证运行的稳定性。

3.4 优化并网运行方式

为了优化新能源电厂机组并网试验运行方案，需要从以下四个方面进行进一步的设计管理方式：第一，逐级上报机组设备检修的设备检修改造计划；第二，注重遵守国家标准中针对申请、开工、完工期和工程延期条件等多方面的规定；第三，采取措施确保机组的工作稳定和安全；第四，严格按照相关法律法规，规范机组运行管理。企业为优化新能源风电工程机组运行控制方式，须参考原机组母线开机安装设计，企业在调整新并网电厂及升压变电站母线运行控制系统时须遵循此原则。

4 评估与改进

为了加强新能源电厂的并网运营安全生产管理监督和节能消纳管理，供电公司应制定行之有效的方案。目前，公司通过对两个重点方面的分析评估来完善新能源电厂系统的综合管理考核评价工作体系，通过跟踪评价并网的节能技术方法和环保管理监控手段在前、中、后阶段的使用，进一步提升我国新能源电厂在整体并网和运行中的环境可靠性、安全性水平以及经济性；其次，采用PDCA模式进行管理可以初步实现分布式新能源电厂的分布式并网与安全闭环管理。其实施包括：基础运营管理、业务计划实施、运行情况分析和评价结果考核。这意味着可以通过对运行数据分析结果和安全管理绩效评价数据及时进行阶段性经验与总结，通过逐步确定具体存在解决的关键问题，然后调整完善闭环管理调度方案，实现分布式电网建设对集中式新能源电厂发电量损失的消纳。

5 结语

新能源电厂投资建设是顺应科技发展规律，迎接未来的战略性创新，其技术项目课题本身如考虑在资源调节的经济、环境质量影响和民生福利社会问题解决等方面具有较高的社会价值，因此当前国家仍应要更应该重视并加强国家对其投资课题本身的科学技术基础研究。基于前文综合分析及调研结果，在新能源电厂安全并网管理工程方面，政府应加强实施，利用供电公司工程监理咨询公司创建的电厂安全并联运营一体化管理服务机制，可以有效提高政府在新建电厂建设和现有电网运行周期中，机组的并联运行安全性和整体稳定性，同时通过此举，政府可在短期内有效规避对现有新能源电厂发电量的风险，保障所有大型新能源电厂机组正常运行并满足大型电网用户的用电需求，促进整个能源供电工程行业的技术水平快速、健康地发展。