國(guó)家能源局今年8月發(fā)布的《國(guó)家發(fā)展改革委國(guó)家能源局關(guān)于開展“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》提出,存量水電基地可結(jié)合送端水電出力特性、新能源特性、受端系統(tǒng)條件和消納空間,研究就近打捆新能源電力的“一體化”實(shí)施方案。水光互補(bǔ)發(fā)電是“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”的主要形式之一,目前西南地區(qū)已開展了相關(guān)項(xiàng)目規(guī)劃或前期工作。3月,云南省提出科學(xué)有序推進(jìn)300萬千瓦光伏建設(shè),有意在楚雄等光照資源條件較好的地區(qū)布局水光互補(bǔ)發(fā)電項(xiàng)目。6月底,國(guó)家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于公布2020年光伏發(fā)電項(xiàng)目國(guó)家補(bǔ)貼競(jìng)價(jià)結(jié)果的通知》,貴州120萬千瓦和廣西10萬千瓦水光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目擬納入2020年光伏發(fā)電國(guó)家競(jìng)價(jià)補(bǔ)貼范圍項(xiàng)目名單??茖W(xué)推廣水光互補(bǔ)發(fā)電,對(duì)促進(jìn)可再生能源高質(zhì)量發(fā)展、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。
水光互補(bǔ)發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性明顯提升
水光互補(bǔ)發(fā)電是充分利用水電站已有送出線路通道和水電機(jī)組快速調(diào)節(jié)能力,將光伏發(fā)電和水電機(jī)組電力聯(lián)合打捆送出,提高線路通道利用率,減少光伏發(fā)電波動(dòng)性影響,降低系統(tǒng)備用。水光互補(bǔ)發(fā)電控制主要包括AGC和AVC控制。
其中,AGC控制是在保證水電機(jī)組和光伏發(fā)電設(shè)備安全可靠運(yùn)行的前提下,綜合考慮光伏發(fā)電出力預(yù)測(cè)、水庫調(diào)度、水電機(jī)組運(yùn)行工況和耗量特性等因素,實(shí)現(xiàn)有功和頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)??刂圃硎菍⒐夥娬疽暈樗娬疽慌_(tái)不可調(diào)節(jié)的機(jī)組,通過水電機(jī)組的快速調(diào)節(jié)平滑光伏出力波動(dòng),滿足光伏發(fā)電需求,同時(shí)保證總出力符合調(diào)度控制要求。此外,AGC控制設(shè)置了水電機(jī)組聯(lián)合振動(dòng)區(qū)和動(dòng)作閾值,確保水電機(jī)組出力在合理范圍,減少因光伏頻繁波動(dòng)而增加的調(diào)節(jié)次數(shù)。
AVC控制則是通過協(xié)調(diào)光伏電站動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置和水電機(jī)組無功調(diào)節(jié)能力,聯(lián)合實(shí)現(xiàn)無功和電壓自動(dòng)控制。根據(jù)電壓或無功控制指令,系統(tǒng)優(yōu)先調(diào)用光伏電站無功補(bǔ)償設(shè)備,在難以滿足要求的工況下再采用水電機(jī)組參與無功調(diào)節(jié),提高水電機(jī)組運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性。
當(dāng)前發(fā)展水光互補(bǔ)發(fā)電需重視四個(gè)問題
盡管水光互補(bǔ)發(fā)電優(yōu)勢(shì)明顯,但當(dāng)前仍有多個(gè)問題值得關(guān)注。
一是水光容量配比問題。水光互補(bǔ)發(fā)電可減少光伏直接并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)的影響,但也降低了水電機(jī)組調(diào)節(jié)能力和運(yùn)行靈活度。因此,合理的水光容量配比是發(fā)揮水光互補(bǔ)發(fā)電優(yōu)勢(shì)和作用的關(guān)鍵。應(yīng)基于土地資源、環(huán)境保護(hù)、流域航運(yùn)及防洪要求,結(jié)合水庫庫容、水電機(jī)組調(diào)節(jié)性能、電力消納空間、負(fù)荷特性、系統(tǒng)調(diào)峰需求及送出通道容量等條件,統(tǒng)籌確定光伏發(fā)電容量。此外,在互補(bǔ)控制系統(tǒng)中,水電機(jī)組聯(lián)合振動(dòng)區(qū)等參數(shù)設(shè)置應(yīng)與光伏發(fā)電容量相匹配,以免影響水光互補(bǔ)發(fā)電運(yùn)行效果。
二是消納與接入系統(tǒng)問題。西南地區(qū)的大中型水電站以220千伏及以上電壓等級(jí)并網(wǎng)為主,電力一般需遠(yuǎn)距離傳輸至負(fù)荷中心消納。對(duì)于光伏電站接入系統(tǒng)來說,應(yīng)首先分析清楚電力消納方向,詳細(xì)論證光伏電站直接與大中型水電站打捆送出的必要性。若近區(qū)具備消納空間和送出條件,則優(yōu)先考慮光伏電站通過低電壓等級(jí)接入周邊站點(diǎn);若近區(qū)無消納空間或不具備送出條件,對(duì)各類外送方案進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,可推薦光伏電站接入高電壓等級(jí)的水電站升壓站,通過水電站已有線路打捆送出。
三是與常規(guī)電源協(xié)調(diào)問題。光伏發(fā)電以水光互補(bǔ)形式大規(guī)模發(fā)展,將擠占常規(guī)電源的電量空間,導(dǎo)致部分機(jī)組低效運(yùn)行,加劇電源企業(yè)間的利益沖突。由于目前電力市場(chǎng)輔助服務(wù)機(jī)制尚未完善,常規(guī)電源的基礎(chǔ)支撐作用若被削弱,將影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。因此,需統(tǒng)籌水光互補(bǔ)發(fā)電與常規(guī)電源協(xié)調(diào)發(fā)展。
四是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響問題。西南區(qū)域光伏大規(guī)模并網(wǎng)將對(duì)黔西南、黔西北、滇西北等電力外送斷面持續(xù)造成壓力。隨著大量的電力電子元器件接入系統(tǒng),可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降、短路容量支撐不足、次同步諧振等新問題,影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
加強(qiáng)水光互補(bǔ)高質(zhì)量發(fā)展要從三方面發(fā)力
針對(duì)上述問題,建議加強(qiáng)規(guī)劃協(xié)同,統(tǒng)籌各方需求,促進(jìn)水光互補(bǔ)高質(zhì)量發(fā)展。首先,統(tǒng)一開展西南地區(qū)大中型水光互補(bǔ)發(fā)電規(guī)劃,推動(dòng)國(guó)土、環(huán)保、水利、電源、電網(wǎng)等各方共同參與,統(tǒng)籌考慮資源條件、環(huán)境保護(hù)、防洪航運(yùn)、電力消納送出、電網(wǎng)調(diào)峰和安全穩(wěn)定等要素,實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)協(xié)同。
同時(shí),完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范管理體系。建議結(jié)合電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則、水電站和光伏電站設(shè)計(jì)、水庫調(diào)度管理等規(guī)程規(guī)范要求,制定大中型水光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),明確水光互補(bǔ)合理滲透率、送出校核和調(diào)度運(yùn)行等原則和要求,加強(qiáng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行的規(guī)范管理。
此外,還要健全市場(chǎng)機(jī)制,促進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展。西南地區(qū)全額保障性收購(gòu)可再生能源電量的壓力較大,新能源發(fā)電的市場(chǎng)價(jià)值尚未充分體現(xiàn)。建議堅(jiān)持市場(chǎng)化原則,積極推動(dòng)新能源發(fā)電參與市場(chǎng)化交易,加快電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè),促進(jìn)源網(wǎng)協(xié)調(diào),推動(dòng)水光互補(bǔ)發(fā)電高質(zhì)量發(fā)展。
原標(biāo)題:“水光互補(bǔ)”有四大問題值得關(guān)注