新能源与区域电网协调发展的综合评价、预测与策略研究
作者:黄茂湘 时间:2021-08-19 点击数:
课题组与研究中心承担了中国电力科学研究院的《新能源与区域电网协调发展的综合评价、预测与策略研究》项目,相关研究成果被国家电网有关部门采纳,并发表于《统计与信息论坛》等期刊。
新能源发电有着不同于常规电源的特征,对电力系统的发展提出了新的要求;电网作为电力输送的载体,是实现新能源发展的基本平台和重要保障。新能源与区域电网协调发展是我国转变能源和电力发展方式、实现可持续发展的内在要求。然而,随着我国新能源发电规模日益扩大和形式的多样化,区域电网与新能源的协调性发展问题越来越突出,出现了诸如规划不协调、配套项目审批核准及建设不同步、入网运行管理不到位、技术标准不一致、经济激励机制不配套等问题,使得目前新能源发电利用率不高,弃水、弃风、弃光等现象严重。为更好地掌握区域电网与新能源电源发展的状况,迫切需要建立一套能反映二者之间发展协调性的综合评价指标体系和评价方法,以提高对协调发展程度的认识水平,寻找影响二者协调发展的关键因素,更有效地促进区域电网与新能源的协调发展。
协调性的含义,可理解为“匹配和适应程度”,区域电网与新能源发展协调性是指区域电网与新能源之间的匹配程度,也可理解为与二者之间的相互适应性。区域电网与新能源协调程度是电网安全稳定经济运行的重要基础,在电网与电源发展的各个环节实现充分协调,既不在各个环节形成瓶颈,也不在各个环节形成过大浪费。否则,电力系统的安全性、经济性和稳定性都无法得到保证。因此,通过研究区域电网与新能源发展协调性综合评价,对提高区域电网与新能源不同组成环节之间的协调程度具有十分重要的指导意义。

图 各子系统之间的相互协调关系
当前我国的新能源发电的发展速度仍然较快,但是新能源并网困难,利用小时数较低,风电弃风、弃水、弃光等问题仍然严峻。破解新能源发电尤其是风电、太阳能发电并网的难题,亟需一套能够促进电网与新能源协调发展的策略体系,这既要充分考虑新能源发电的环境和社会经济效益,又需要平衡新能源开发利用过程中各方参与者合理的利益分配。因此,在新能源发展的新形势下,对区域电网与新能源发展协调性进行评价,也有助于研究促进区域电网与新能源协调发展的策略体系,这对规范新能源的理性发展,鼓励区域电网新能源的消纳,解决新能源大规模并网,以及整个电力系统的安全稳定和经济运行都具有十分重要的现实意义。
区域电网与新能源电源协调发展包含诸多问题的研究,本项目的研究内容主要集中在以下几个方面:
(1)新能源发电技术特点及其接入对电网的影响。新能源发电技术与传统的常规火化技术有较大的差别,具有随机的波动性,对电网的电能质量、电网调峰和电网安全控制产生较大影响,区域电网与新能源电源在技术层面存在矛盾,因此有必要介绍主要新能源发电的技术特点以及其并网对电网造成的影响。
(2)从电力系统运行的环节对新能源电源与区域电网协调规划模式进行了界定和分析,构建一套能够反映二者协调发展的综合评价指标体系。
(3)根据建立的指标体系的特点,选择合适的权重计算方法,确定出较为客观的指标的权重系数。
(4)选择合适的评价模型,对各省区新能源与区域电网的协调发展状况进行综合评价研究,挖掘出制约两者协调发展的关键因素,提出相应的对策建议。
本项目的主要创新点主要有:
(1)已有的研究主要集中于电网自身或者与传统电源之间的协调发展的研究,对新能源电源与区域电网之间的协调发展的评价研究则鲜有涉及。而本项目对多个省区的新能源与区域电网的协调发展情况的进行了动态评价和监测,这在现有的研究中并不多见。
(2)采用了BP神经网络的方法来修正专家的打分结果,能够在尽可能地保留专家意志的情形下保证层次分析法比较判断矩阵的一致性,从而得出与专家的判断较为一致的主观权重。
(3)选择的权重优化组合模型是基于“两种赋权法的得到的权重差别理应越小越好”的原则来构建的,故可在一定程度上克服层次分析法和熵权法各自存在的缺点,使得所确定的指标权重更加科学合理。
(4)运用了基于欧式距离的距离协调度模型,对新能源与区域电网的综合协调程度进行了评价研究,可以反映出系统实际状态与理想状态之间的偏差,这对于寻找制约新能源与区域电网协调发展的薄弱环节提供有益的帮助。