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中国电科院新型电力系统提供技术保障 加快发展电力市场相关支撑技术

十博注册文章来源:国家电网报

时间:2021-05-25 16:57:30

构建以新能源为主体的新型电力系统,要加大新型电力系统关键技术的集中攻关、试验示范、推广应用,要形成具有我国自主知识产权的新型电力系统关键技术体系。当前我国正加快建设适应新能源快速发展的统一开放、竞争有序的电力市场体系,电力市场相关支撑技术的重要性日益凸显。

目前电力市场相关支撑技术发展情况如何?有哪些技术难题、该怎样解决?中国电力科学研究院围绕目标任务梳理了研究方向,支撑新型电力系统电力市场体系建设。

攻关电力系统优化引擎及分析技术

推进国产化技术替代

5月6日,中国电科院电力自动化研究所工程师许丹和薛必克正在研究国产化电力系统优化引擎及分析技术的瓶颈环节。如果这项技术取得突破性进展,将为电力市场出清和价格计算提供更加稳定可靠、高性能的技术支撑。

十博注册 电力系统优化引擎及分析技术是支撑电力市场的高效稳定运行关键技术之一。但长期以来主流电力系统优化引擎及分析技术掌握在国外企业手中,对于我国电力市场而言仍然是“卡脖子”技术。在构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下,风电和光伏发电等新能源发电、可调度负荷以及储能等的市场占比将逐步扩大。相关不确定性因素对电网运行和电力市场运行的影响更为复杂。这为电力系统优化引擎及分析技术带来了市场挑战,也带来了广阔发展机遇。

十博注册 依托国家电网有限公司科技项目,中国电科院正开展国产化自主可控的大规模高性能电力系统优化引擎技术研究,推进安全约束机组组合和经济调度的求解算法国产化技术替代,保障电力市场和电网的安全稳定运行。

在满足电力系统安全性约束的条件下,安全约束经济调度以系统购电成本最低等为优化目标,具有制订多时段机组发电计划的功能,已经广泛应用于实时电力市场出清与定价中,并且目前已开展国产化算法引擎的初步技术验证。安全约束机组组合已广泛应用于电力市场出清和机组开停计划优化中,建模技术方面已实现国内自主开发,算法方面目前已开发了国产化原型算法集的雏形。

电力自动化研究所副总工程师狄方春介绍,针对电力系统安全约束机组组合和经济调度研究现状,科研团队将在经济调度算法接口适配性、模型算法集成度、性能提优等方面持续攻关,为电力电量出清和价格计算提供核心技术支持。

构建电力现货市场技术体系

促进新能源高效消纳

4月7日,甘肃的一家新能源发电企业通过国家电力调度控制中心运行的跨区域省间富余可再生能源电力现货交易平台,与国网河南、浙江、江苏电力达成现货交易。该企业当日累计成交电量达到2157.276万千瓦时,占当日甘肃电网新能源发电量的11%。借助跨区域省间富余可再生能源电力现货交易平台,甘肃富余新能源电力得以在更大范围内消纳。

跨区域省间富余可再生能源电力现货交易平台可以支持电力现货市场买卖双方在线购电交易。“该平台具备交易申报、信息公告、出清计算、结果发布和分析等功能,可通过市场化手段挖掘可再生能源消纳潜力。目前共有2300多家可再生能源发电企业和16家电力公司活跃在线。”该平台研发团队负责人戴赛说。

十博注册 风电和光伏发电等新能源将成为新型电力系统的主体。中国电科院在承担电力现货市场建设的过程中,结合市场运营规则和新能源发电特点,搭建跨区域省间富余可再生能源电力现货交易平台,通过电能量、调峰、调频协调安全约束优化机制,实现了四川、新疆、甘肃等地的富余可再生能源与浙江、江苏等负荷中心消纳能力的高效匹配。

除了提高跨区域省间新能源消纳水平以外,中国电科院还牵头承担了四川、浙江和福建等省份电力现货市场的建设,助力优化配置这些省级电网的电力资源。

针对四川电网水电占比高、特高压交直流混联、电力外送性强、电力平衡难度大以及电力市场的出清和交易难度大等特点,中国电科院构建考虑梯级水-电耦合约束的优化出清模型,解决了电力现货市场中流域梯级水电与火电的联合出清技术问题,保障了四川电网在高水电占比情况下的电力市场高效出清、清洁能源充分利用和电网安全稳定运行。

针对浙江大受端电网、高比例分布式新能源等复杂运行特性,中国电科院则研发了国内首个支持发用电双侧报价出清、电能与备用联合出清、计及多类型联合循环机组联合优化的日前市场出清功能,支撑了省内调节资源稀缺情景下发用平衡的市场化安排。

福建电网目前接入了水电、风电、核电等多种电源。中国电科院采用日前市场和实时调峰多时序滚动出清,研发了现货市场技术支持系统,满足市场交易规则和电网运行安全要求,解决了清洁能源消纳和调峰难题。

下一步,中国电科院将开展大规模清洁能源接入情况下省间及省内现货市场规则验证和系统运行仿真,推进新型电力系统省间和省内电力现货市场交易平台建设。

开发新一代电力交易系统新功能

助力电网资源优化配置

4月22日,宁夏一家发电企业通过新一代电力交易系统与国网浙江电力达成未来一个月的电量交易协议。

十博注册 新一代电力交易系统由中国电科院自主研发,目前具备省间中长期交易、市场一体化结算等功能,支持市场成员从注册、合同签订到计划编制、交易出清以及市场结算等市场全业务环节,实现买卖双方多渠道交易,进一步优化电网资源配置。

十博注册 以内蒙古的一家发电企业为例,过去该企业只能通过固定渠道销售未来中长期时间内的发电量。但随着新能源发电占比提升以及市场复杂度变高,这种单一的销售渠道对于电网资源的配置来说,制约性比较强。

十博注册 中国电科院基于人工智能模拟推演技术,开展预期模式下中长期的电力市场全景实验模拟仿真,开发了新一代电力交易系统省间交易功能,探索优化以新能源为主体的新型电力系统下的市场交易规则,助力实现电网资源进一步优化配置。

以新能源为主体的新型电力系统还将催生出广域市场成员同时不同步参与多级市场的电力市场结算体系。中国电科院还结合新一代电力交易系统功能,研发面向省间、省内的批发市场、零售市场以及分布式市场交易、灵活资源市场交易的全市场交易品种、全市场主体的一体化结算。

当前,新一代电力交易系统的中长期与现货市场一体化结算功能已在山东、山西、浙江、甘肃、福建等现货试点省份应用,覆盖发电、用电、售电等全部市场主体,支持电能、辅助服务及不平衡资金等全口径结算,将进一步推动电力市场资源实现最优配置。

十博注册 “我们将把研究重点放在拓宽新一代电力交易系统涵盖面上,考虑完善批发、零售在内的全市场协同统一结算,支撑新能源电力系统下集中式、分布式新能源全体系的市场化交易结算。”研究团队负责人冯树海说。

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