電力作為一種特殊的商品，尚未實現(xiàn)大規(guī)模經(jīng)濟儲存，因而在電力系統(tǒng)中仍需做到發(fā)電和用電的實時平衡。理想的情況是實現(xiàn)比較寬松的平衡，即在平衡狀態(tài)下還有比較充足的裕度，以應對各種可能出現(xiàn)的擾動，如負荷增減、新能源出力波動、設備故障等。
電力平衡的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)對象和調(diào)節(jié)策略一般是優(yōu)先考慮調(diào)整電源出力，電源出力調(diào)整后仍不能滿足平衡需求時調(diào)整電網(wǎng)運行方式，然后是進行負荷轉(zhuǎn)供乃至切除負荷，主要的支撐技術有負荷預測、自動發(fā)電控制、負荷轉(zhuǎn)供操作等。負荷預測是根據(jù)電力系統(tǒng)的運行特性、增容決策、自然條件與社會影響等，在滿足一定精度要求的條件下，確定未來某特定時刻的負荷數(shù)據(jù)。自動發(fā)電控制能實現(xiàn)對調(diào)頻機組出力的實時控制，以滿足不斷變化的用戶電力需求，并使電網(wǎng)處于安全、經(jīng)濟的運行狀態(tài)。負荷轉(zhuǎn)供操作是當系統(tǒng)發(fā)生故障或者計劃檢修時，在無停電或者少停電的前提下通過合解環(huán)操作實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)移。
在新能源發(fā)電裝機占比不斷提升、負荷增長、極端天氣頻發(fā)等多重因素影響下，僅依靠負荷預測、自動發(fā)電控制等傳統(tǒng)技術手段調(diào)整控制常規(guī)電源出力、電網(wǎng)運行方式和負荷已難以滿足電力平衡的新要求。如何挖掘并充分調(diào)動新的調(diào)節(jié)資源，增強緊平衡狀態(tài)下電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、提高充裕度水平，是亟待解決的問題。
與此同時，電動汽車、可控負荷等分布式靈活調(diào)節(jié)資源的滲透率快速增長，為電網(wǎng)提供了額外的動態(tài)平衡能力。充分調(diào)度分布式靈活調(diào)節(jié)資源成為增強電力平衡能力的可行方案，具體包括多元靈活資源時空互補空間挖掘、電網(wǎng)分區(qū)綜合調(diào)節(jié)能力實時辨識、電網(wǎng)緊平衡特征分析及超前預警、多元靈活資源協(xié)同處置等技術。
●多元靈活資源時空互補空間挖掘技術
分布式新能源電源、分布式儲能、工業(yè)負荷、電動汽車等靈活調(diào)節(jié)資源具備較大的功率調(diào)節(jié)潛力，在行業(yè)政策的支持下，其調(diào)節(jié)潛力被逐步挖掘。然而，這些負荷側的調(diào)節(jié)資源具有“眾、微、散”的特征，并且時空響應特性差異大，單純依靠某一類或局部范圍內(nèi)的靈活資源難以滿足電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求。
因此，需要從多個維度充分挖掘和分析電網(wǎng)中多元靈活資源的調(diào)節(jié)潛力，從時間和空間尺度量化分析傳統(tǒng)電源、分布式新能源電源、分布式儲能、工業(yè)負荷、電動汽車等源網(wǎng)荷儲全環(huán)節(jié)海量資源的調(diào)節(jié)特性和互補特性，統(tǒng)籌考慮靈活調(diào)節(jié)資源與傳統(tǒng)資源的時空尺度、響應方向、經(jīng)濟性約束等方面的差異性，挖掘多元靈活資源時空互補空間，提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力。
●電網(wǎng)分區(qū)綜合調(diào)節(jié)能力實時辨識技術
電網(wǎng)分區(qū)綜合調(diào)節(jié)能力由多方面能力構成，包括水電、火電等傳統(tǒng)電源的機組調(diào)節(jié)能力，風電、光伏發(fā)電等新能源電源的調(diào)節(jié)能力，以及電動汽車、儲能、溫控負荷等負荷側靈活資源的調(diào)節(jié)能力等。電網(wǎng)分區(qū)綜合調(diào)節(jié)能力的影響因素眾多，一次能源供應狀態(tài)、氣候環(huán)境變化、用戶生產(chǎn)生活規(guī)律、市場激勵水平等都會對調(diào)節(jié)能力造成不同程度的影響。因此，對各類資源的調(diào)節(jié)能力難以進行精確的物理建模。
基于人工智能技術的大數(shù)據(jù)分析方法為資源調(diào)節(jié)能力的量化分析提供了可行手段。采用“物理建模+數(shù)據(jù)挖掘”的分析方法，可解決一次能源供應狀態(tài)、氣候環(huán)境變化、市場激勵水平等多維影響因素下考慮源荷雙側資源的電網(wǎng)分區(qū)調(diào)節(jié)能力辨識問題，為新型電力系統(tǒng)下電網(wǎng)運行人員實時、準確開展電網(wǎng)分區(qū)調(diào)節(jié)提供技術支撐。
●電網(wǎng)緊平衡特征分析及超前預警技術
在電力供需緊平衡狀態(tài)下，若遇到極端天氣、天然氣供應不足等特殊情況，部分時間可能存在供電缺口，階段性的有序用電無法避免，亟須建立針對系統(tǒng)性風險的電網(wǎng)緊平衡預警體系。運用大數(shù)據(jù)分析技術提取電力緊平衡狀態(tài)下的電網(wǎng)運行特征，可揭示電網(wǎng)面臨的發(fā)電不足、網(wǎng)絡受阻等主要問題，并綜合考慮緊平衡預警的關鍵影響因素，采用機器學習方法，實現(xiàn)電網(wǎng)緊平衡狀態(tài)的超前預警，為緊平衡狀態(tài)協(xié)同處置提供基礎支撐。
●多元靈活資源協(xié)同處置技術
針對分布式靈活調(diào)節(jié)資源的海量、異質(zhì)、不確定性強等特征，可考慮靈活性調(diào)節(jié)資源的時序響應特性、分區(qū)分布屬性、調(diào)節(jié)容量可信度等，建立考慮多種靈活調(diào)節(jié)資源的多時段協(xié)同優(yōu)化模型，利用不斷更新的超短期新能源和負荷預測數(shù)據(jù)滾動優(yōu)化求解，實現(xiàn)燃煤機組、燃氣機組、抽水蓄能等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)性資源與電動汽車、工業(yè)負荷、商用空調(diào)、電采暖、儲能等分布式靈活性調(diào)節(jié)資源的協(xié)調(diào)配合與高效調(diào)用。應用多元靈活資源協(xié)同處置技術后，可滾動追蹤負荷和新能源波動，緩解電力供需緊張狀況，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
基于上述技術，應構建源網(wǎng)荷儲多元靈活資源參與電力平衡的新型調(diào)控體系，豐富適應能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的電網(wǎng)調(diào)控模式。可建設電力緊平衡狀態(tài)實時預警及協(xié)同處置系統(tǒng)，包括綜合調(diào)節(jié)能力辨識功能、電力緊平衡預警功能和多元靈活資源協(xié)同處置功能，挖掘多元靈活資源調(diào)控潛力，采用分層分區(qū)方式協(xié)同調(diào)控各類資源，實現(xiàn)多資源協(xié)同處置。
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