冀北地區能源資源富集,“風光”資源優勢明顯。近年來,國網冀北電力有限公司統籌能源安全供應和綠色低碳發展,加快實施新型電力系統全域綜合示范行動。
唐山因煤而立、因鋼而興,是百年工業重鎮,也是京津冀能源消費重點地區。唐山供電公司按照新型電力系統全域示范行動要求,圍繞國網冀北電力電網數字空間建設目標,開發了唐山新型電力系統全景應用平臺,實現源網荷儲全要素動態感知、多時空協同優化、全場景可視化決策。
多維數據分類關聯
源網荷儲多要素全景呈現
唐山地處我國太陽能Ⅱ類資源區(太陽能資源較豐富地區),海上風電年利用小時數可達3200小時。截至8月底,唐山已建成28座集中式新能源電站,累計并網分布式光伏發電裝機容量513.39萬千瓦。
2024年,唐山供電公司基于“電網一張圖”,以“新能源可觀可測-堅強電網呈現-新型負荷分析-儲能配套消納”為目標,打造新型電力系統全景應用平臺。在國網冀北電力數字化部支持下,唐山供電公司電力調度控制中心、客戶服務中心和計量中心協同開展數據分類梳理,依托用電信息采集系統、生產精益化管控系統等系統,梳理歸集2.6億條后臺數據,構建了新型電力系統監測模型,并將分布式光伏用戶等主體分別與供電單位、線路和臺區進行關聯。
新型電力系統全景應用平臺基于監測模型構建,融合各類新能源基本信息與運行信息,實現集中式新能源場站現狀可觀、分布式光伏多維可視,形成新能源發展評估、運行監測、異常告警、出力預測等多時空全景應用。該平臺還實現新型儲能全景監測,能基于人工智能等技術開展規劃儲能容量評估等分析計算,具備儲能規劃輔助決策能力。
今年6月中旬,新型電力系統全景應用平臺上線應用,集成風光新能源、主配網拓撲、多元負荷、新型儲能等源網荷儲多類要素,包括4類主題10個場景,有20個功能模塊,以數字化手段助力分布式光伏并網、配網高可靠性示范區建設、儲能定容選址等方面分析決策。
可開放容量精準測算
分布式光伏高效并網
隨著并網分布式光伏增加,在陽光充足、用電量少的時段,分布式光伏發電量可能多于當地的用電量。富余電能沿著線路反向輸送,形成反向負荷,給配網線路和變壓器安全運行帶來影響。反向負荷過高可能引發電壓超標和設備過載等問題。
依托大數據分析技術,新型電力系統全景應用平臺可以基于相關數據形成熱力圖和散點圖,精準展示分布式光伏用戶數量和分布等情況,開展發展趨勢分析,還能實時監測各區縣分布式光伏發電出力情況,為電網調度提供數據支持。
此外,新型電力系統全景應用平臺能夠智能評估電網承載力,采用配網潮流分析算法,通過分布式光伏接入電網的熱穩定評估和電壓偏差校驗,動態分析變電站、線路、變壓器的新能源電量消納能力,按電壓等級自上而下分別計算出可開放容量。該平臺以紅、黃、綠3種顏色直觀呈現評估等級:紅色表示反向負荷超過80%,不能通過校驗;黃色表示有反向負荷但未超過80%,可以通過校驗;綠色表示無反向負荷。根據顏色標記,調度人員能直觀判斷接入條件,精準統計可開放容量,輔助服務分布式光伏高效并網。
“在遷西縣白廟子鎮某150兆瓦光伏群接入前,我們應用平臺快速定位到該區域光伏發電裝機密集的10千伏白廟子線,還利用可開放容量測算模塊算出反向負荷率達到57%,屬于黃色預警等級。根據平臺生成的校驗結果,我們進一步優化接入方案,將部分光伏設備調整至鄰近可開放容量充足的臺區接入,既保障了項目及時并網,又避免了接入后可能出現的電壓越限等問題。”唐山供電公司電力調度控制中心主任姚慶華說。
負荷側資源可觀可測
需求響應能力提升
隨著風電、光伏發電等新能源高比例并網,以及新能源汽車等多元負荷接入,電力系統源荷兩端隨機性、波動性加大,平衡難度增加。
新型電力系統全景應用平臺接入可調負荷用戶、電動重卡充換電站等負荷側數據,構建電網網架拓撲模型和新型負荷圖層,實現了新型負荷要素全景可觀、可測、可分析,為電網規劃建設、車網互動、虛擬電廠構建等提供技術支撐,推進可調負荷資源統一管理、統一調控、統一服務,助力提升負荷監測、需求響應、安全用電分析等服務水平。
以唐山保有量超萬輛的電動重卡為例,電動重卡的電池具有儲能單元容量大、充電功率高的特點,是一種優質的儲能資源。唐山供電公司將電動重卡電池資源聚合,組織這類資源參與虛擬電廠響應,在電網負荷低谷時段充電,將電能儲存在電池中,從而降低電網峰谷差。
在新型電力系統全景應用平臺的電動重卡電站負荷監測模塊,唐山227座重卡充換電站4464個充電樁的充電量等信息清晰可見。該平臺可以快速統計充電量、充電時長、充電次數等運營數據,監測電流、電壓、功率等運行數據,提升負荷感知能力和需求響應能力,為電動重卡電池資源參與虛擬電廠響應提供數據支撐。
目前,新型電力系統全景應用平臺應用范圍已覆蓋唐山供電公司全部124個供電所。