行业|国网华北分部:探索清洁能源消纳新路径

　　探索清洁能源消纳新路径

　　国网华北分部创新运用风电精细化消纳工作模式，共计多消纳风电1.2亿千瓦时

　　谢旭 李斌 梁明亮 杨健

　　“我们既要绿水青山，也要金山银山。而且绿水青山就是金山银山。”2014年，习近平总书记在听取京津冀协同发展专题汇报时作出重要指示，要以大气污染联防联控作为优先领域，完善清洁能源使用等领域合作机制。这不仅为京津冀协同发展指明了方向，更坚定了国家电网公司华北分部（以下简称“国网华北分部”）积极消纳清洁能源的信心和决心，进而化作助力国家战略实施和区域大气污染防治的实际行动。

　　科技创新精细化消纳思路破难题

　　近年来，华北电网风电发展势头迅猛，截至2016年底，风电装机4490万千瓦，同比增长22%，京津唐电网风电装机1129万千瓦，同比增长27%。但由于华北地区富风期与供热期高度重叠，冬季负荷低谷时段弃风仍然不可避免。

　　针对清洁能源消纳问题加剧，特别是冬季风负荷低谷消纳矛盾，国网华北分部提出科技创新，攻坚克难。2015年，以风电消纳为专题的科技项目迅速立项，由各专业的精兵强将组建科研攻关团队，全力投入研发工作。

　　经过半年的反复研究与艰苦攻关，科研攻关团队创造性地提出了风电精细化消纳工作模式。国网华北电力调控分中心宁剑介绍：“该模式下风电指标计算在线滚动进行，可以及时反映系统边界变化，能够利用各地风电特性差异，实现风电消纳余缺互济，与既有的离线计算风电指标并人工下令的方式相比较，预计冬季低谷风电消纳将至少提高一成以上。”

　　该模式一经提出，便得到国网北京、天津、冀北电力公司的积极响应与大力支持，3家单位先后选送多名技术骨干充实科研攻关团队，为实现多消纳风电的共同目标增添了新的力量。

　　众志成城精细化消纳系统铸功成

　　蓝图已绘就，奋进正当时。2016年初，国网华北分部着手组织实施工作。科研攻关团队清醒地认识到，新模式没有经验可循，又涉及众多环节，要把理论变成现实，需要打通一个又一个关节、解决一个又一个难题。

　　风电场是精细化消纳工作的最终执行主体，是不可替代的末梢神经。只有风电场具备AGC功能并将实时指令执行到位，精细化消纳目标才能实现。然而，北京、天津、冀北地区有大大小小几十个风电场，技术条件参差不齐，有的甚至还不具备AGC功能，且对部署AGC功能心存疑虑。

　　如何打通末梢神经，解决这道难题？一方面，科研攻关团队深入部分已投AGC功能风电场，组织开展现场实测，取得大量第一手资料。另一方面，制定正面引导方案，向心存疑虑的风电场详细说明AGC功能实现少弃多发的原理。　　 

　　风电精细化消纳工作模式是一个有机整体，仅有灵敏的末梢神经远远不够，还需要有坚强的脊梁和清醒的大脑。

　　何谓坚强的脊梁？在风电精细化消纳工作模式下，下级调度的所有风电机组被等效成一台虚拟机组，接受上级调度AGC控制，其调节容量、速率远超常规机组，必须确保两级调度闭环运行绝对可靠，挺起精细化消纳坚强的脊梁。为此，科研攻关团队最终建立起两级调度风电实时控制安全互信校验机制，确保虚拟风电机组闭环运行机制坚强可靠。何谓清醒的大脑？在风电精细化消纳工作模式下，需要不间断地滚动计算风电指标，随时保持大脑清醒。为此，科研攻关团队对风电消纳相关功能进行分类，逐一建立数据传输、模型维护、解析入库等各种异常处理机制，确保风电指标计算可靠性，实现24小时不间断运行。

　　精诚所至精细化消纳模式见成效

　　不忘初心，方得始终。2016年10月，风电精细化消纳系统基本建成，准备工作进入一对一闭环试验阶段。闭环试验在后夜负荷低谷时段进行，为了确保过程平稳有序，科研攻关团队熬夜值守，毫无怨言。

　　2016年12月26日，所有准备工作就绪，风电精细化消纳工作模式投入全闭环运行，至今持续稳定运行。结果表明，在冬季供　  暖期风电大发情况下，可为京津唐电网负荷低谷时段增加消纳风电15%以上，迄今共多消纳风电1.2亿千瓦时，相当于减少消耗标煤3.9万吨，减排二氧化碳11.7万吨、二氧化硫3500吨、氮氧化物1760吨。

　　该模式运行后，收到了来自各单位和风电场的积极反响。天津市调调度处长王健，“实施精细化消纳模式后，天津电网低谷时段消纳了更多的风电，而且标杆风机实现了连续运行，风电运行水平也提高了。”国电沙井子风电场负责人李广兴也表示，风场历史上首次在春节期间未发生全场限风，仅通过风机变桨就满足了功率调整要求，大大节约了启停时间，实现了连续调节和及时增发。

　　2017年春节期间，京津唐地区风电最低出力约50万千瓦，创历年春节期间风电最低出力的最大值，实现了最大限度消纳风电的目标。

　　当前，风电精细化消纳工作模式已成为国网华北分部消纳低谷风电的重要抓手，对于缓解京津唐电网冬季供暖期的风电消纳压力发挥了重要作用。展望“十三五”，华北电网清洁能源装机容量还将以20%以上的速度增长，面对快速发展形势，在国家电网的领导下，国网华北分部将继续以科技创新为驱动，探索更多途径，将清洁能源消纳工作不断引向深入，为京津冀协同发展和大气污染防治作出更大贡献。

李梁