加强能源多层次协调技术研究与应用，提升接纳新能源空间

李典阳

摘要：近年来，受经济环境影响，辽宁省出现用电增长乏力、网内风光核等清洁能源装机规模跨越式增长、供暖期火电集中供热等多种因素，导致辽宁电网冬季低谷调峰能力严重不足，风电限电现象时有发生。对此，辽宁公司从大局出发，全力保障新能源消纳。建立能源多层次协调管理新能源体系，提升新能源接纳空间，通过经济杠杆引导火电厂深挖调峰潜力，督促火电厂开展机组灵活性改造，创新开展AGC上下限实时修改、多套定值轮动切换，并将现货交易和与网调的协同配合纳入其中，同时提升热负荷在线监测系统等一系列辅助决策手段。秉承以技术增实效，全面提升辽宁电网的新能源接纳能力。

关键词：多层次；调峰辅助服务；火电机组

一、能源多层次协调技术研究与应用

1.1以经济杠杆为核心促进机组竞价调峰、深度调峰

辽宁省调根据国家能源局东北监管局下发的《东北电力调峰辅助服务市场监管办法》及《东北电力辅助服务市场运营规则》文件精神，充分发挥经济杠杆作用，通过市场化手段优化配置调峰资源，让有限的资源发挥最大的效能，以实现下列目标：

（1）大幅减少弃风和未来可能出现的弃核，提升清洁能源接纳能力。

（2）解决目前突出的电网调峰困难问题。

（3）“保电网、保供热、保民生”。

（4）进一步优化现有能源结构，提升资源利用效率。

辽宁电网目前施行的调峰辅助服务分为基本（无偿）调峰辅助服务以及有偿调峰辅助服务[1]调峰辅助服务按照补偿方式分为运行调峰有偿辅助服务、启停调峰有偿辅助服务、跨省调峰有偿辅助服务。

在运行调峰辅助服务时，按照各类机组提供调峰辅助服务的能力来决定其是否参与市场化管理即辅助服务市场参与者：

实时深度调峰交易采用“阶梯式”报价方式和价格机制，发电企业须在日前提交有偿调峰辅助服务报价，在报价区间内进行报价，通过报价的高低来确定次日各电厂提供有偿调峰辅助服务的先后顺序。发电企业在不同时期分两档浮动报价，具体分档及报价上、下限见下表：

调峰辅助服务的日内调用遵循“保证电网安全前提下的按序调用”的原则，即：基本调峰辅助服务优于有偿调峰辅助服务；低价调峰辅助服务优于高价调峰辅助服务。在总原则不变的前提下，当值调度有权根据电网安全运行的实际情况适度调整调峰辅助服务的调用次序。

1.2火电机组的灵活性改造

辽宁省调为保证电网安全、稳定运行和东北电网的频率安全，自2015年起辽宁省调即倡导各直调电厂进行机组深度调峰的灵活性改造，并加强宣贯和引导，敦促各直调电厂机组进行灵活性改造，在保证机组AGC的投入率及可用性的同时充分挖掘燃煤机组调峰能力，提升火电运行灵活性，进一步提高系统调峰和新能源消纳能力，取得了极大的成效。

在辽宁省调的积极引导和多方协调下，多数直调电厂响应号召，开展机组灵活性调峰改造，并取得了巨大的经济效益。以辽宁华能丹东电厂为例，该厂被国家能源局定为首批火电灵活性改造试点单位，2016年6月该厂完成机组灵活性调峰改造，改造后调节深度达到70%（由35万减至10万）并能同时保证AGC的投入率和调节速率，同月即参与灵活性调峰。截至2016年12月31日的6个月间，辽宁华能丹东电厂获得辅助服务调峰补偿2259.21万元，其中仅在11月14日当日，在未影响供热的情况下，参与电网深度调峰，就获得调峰补偿149.12万元。调峰补偿所产生的额外利润，如果按照替代电价235元/千千瓦时折算，需发5.6亿千瓦时替代电量，折合利用小时为800小时才能获得。

1.3源网协同,火电机组AGC限值轮动及实时修改

针对目前辽宁在网火电机组多为供热机组的情况,且供热机组为保证供热质量,其调峰深度受气温影响较大,辽宁省调秉承“保电网、保供热、保民生”的宗旨,同时为了便于各火电机组根据当时调峰的天气温度、供热要求、影响出力等实时向省调AGC系统报送其运行机组可调区间，特设置三套定值系统，由源网协同进行修改，以实时参数协同为媒介，将电源与电网、电厂机组控制系统与电网AGC调节系统有机整合为一体，实现无缝连接，以对电网频率、省间联络线、断面潮流进行精度控制。

目前省调D5000中AGC系统的三套定值设置如下：

（1）上限定值：影响出力

上限定值由电厂进行填报。电厂运行人员根据各运行机组的实时状态填报该机组影响出力，省调AGC控制系统根据该机组容量和影响出力自动计算出机组AGC控制上限。

（2）第一套下限定值：最小运行方式

第一套下限定值由省调整定。第一套定值的设定目的为：当火电机组减至该定值出力，限制风电时不违反接纳风电等新能源的相关法律法规，设定基础为国家能源局东北监管局下发的辽宁电网直调机组的最小运行方式。具体操作时，当相关火电机组已减至不高于最小运行方式时，限制风电无法律风险。

（3）第二套下限定值：深调定值

第二套下限定值由电厂实时填报，以不高于第一套定值下限为准。第二套定值的设定目的为：在风水电大发、冬季供热期及春节期间等调峰困难时期，为保证电网频率安全，维持电网安全稳定运行，在网火电机组按照东北调峰辅助服务补偿办法和自愿参与的原则，根据当时机组的供热需求、室外温度、运行状态实时上报该机组的深调定值，并可随时进行修改。具体操作时，当火电机组已减至不高于该套定值时，省调则可自行限制风电，当风电已限尽时，则可进行临时停机调峰。

（4）第三套下限定值：紧急定值

第三套下限定值由省调整定，系统将第二、三套下限定值进行比对后，取最小值设置为第三套下限定值输入系统。第三套定值的设定目的为：在电网遭遇大面积停电、甩负荷等严重事故时，为保证电网频率安全，在满足电网安全稳定约束的条件下，所有在网机组按照30万千瓦机组不高于容量50%、60万千瓦机组不高于容量40%的标准最大限度减负荷，保证事故时电网的安全、稳定运行。

1.4现货交易

根据国调要求，为充分利用跨省区通道富裕输电能力，有效促进辽宁地区可再生能源消纳，缓解弃风问题，做好富余可再生能源跨省区现货交易日内实施的相关应对工作，辽宁省调积极组织省内新能源企业参与国调中心组织的弃风弃光电量跨区现货市场交易，保证省内新能源的最大化消纳。辽宁省调在调节资源已充分利用的情况下，如果新能源仍有富余发电能力，预计产生弃风电量时，积极联系国调中心、国调东北分中心，提出弃风电量外送需求，通过高岭直流向华北增送新能源富余电力。目前，通过跨区现货市场交易，可多消纳风电电力达40万千瓦。

1.5网省协调、加强沟通，实现风电区域消纳

辽宁省调多方举措，积极协调国调东北分中心给予联络线支援，通过联络线向黑龙江、吉林、蒙东转移消纳新能源，有效发挥区域系统作用，充分利用市场化手段优化配置调峰资源，实现风电全网消纳，全力提升风电接纳空间，实现辽宁风电在东北区域内的消纳。2016全年共申请进行联络线支援35次，通过联络线区域支援接纳风电最大达113.3万千瓦，多接纳风电电量5346.9万千瓦时。同时，辽宁省调利用自身资源优化配置优势产生的新能源接纳能力，积极参与东北区域新能源消纳工作，2016年辽宁电网额外接纳省外新能源227次，最大接受省外风电电力270万千瓦，合计额外接受省外风电电量6.57亿千瓦时。

1.6热负荷在线监测[2]

2016年，辽宁省调在D5000系统内完成了热负荷在线监测系统的升级改造工作，直调24个供热电厂完成了供热系统参数传输改造工作，并在D5000工作平台进行展示。热负荷在线监测系统的升级改造完成，调度运行人员可以实时监测供热电厂的供回水温度、抽汽流量等参数，在保证供暖温度情况下深挖供热机组调峰潜力，深度调整火电机组出力，进一步提升新能源提升空间，为调控人员的调峰调频工作发挥了重要的参考作用。

1.7强化电厂影响出力管理

2016年，火电机组因煤质及设备缺陷等原因影响发电能力问题十分突出，进入供暖期以来，全网平均影响出力在300万千瓦以上，省调为保证尖峰备用，迫不得已增加开机方式，因而导致低谷时段下调备用不足，对全省电力供需平衡以及清洁能源消纳造成了严重影响。对此，调控中心积极开展风电预测、负荷预测工作，加强个电厂设备日常维护，优化燃料配置，对电厂影响出力进行严格管理，建立发电厂影响出力实时填报制度，进一步深挖供热机组调峰能力，在不影响居民供热的前提下，最大限度提高机组发电能力，实现了在风电大发期间尽量减少火电开机方式，从而保证了全网最大限度接纳新能源发电的空间。

1.8确立可再生能源调峰机组的积极探索

2017年2月28日，辽宁电网与辽宁华电铁岭发电厂签署《可再生能源调峰机组并网调度协议补充协议》。按照协议规定，辽宁电网将优先安排可再生能源调峰机组进行调峰运行，同时发电企业承诺对机组进行调峰改造以更好的向电网提供调峰服务。签署协议的调峰机组承诺在改造前调峰出力不可大于40%额定容量、改造后不可大于30%额定容量，从而探索一条以具有合同约束力的协议形式，明确源网双方责任与义务，共同促进新能源消纳的新道路。

二、结论

在加强能源多层次协调技术研究与应用下，辽宁电网新能源接纳能力逐年提升，截至2017年2月底，辽宁电网风电装机容量达696.6万千瓦，同比增长6.91%；风电累计发电量21.49亿千瓦时，同比增长105.15%；风电限电5.67亿千瓦时，同比减少49.48%。2017年开年，辽宁电网新能源接纳保持良好势头，国网辽宁省电力有限公司已连续3年在风电装机增长近百万千瓦的情况下，实现了风电利用小时数逐年提高。

参考文献：

[1]高重晖.调峰辅助服务在吉林电网实施效果分析[J].吉林电力，2015（10）1.

[2]王亚军.热负荷在线监测系统的设计及应用[J].河北电力技术，2012（02）39.