電網調度運行方式優化措施探析

李 蕓

（國網青海省電力公司 西寧供電公司，青海 西寧 810003）

0 引 言

對低碳經濟的追求極大地促進了全球可再生能源的發展。在不同的可再生能源中，電網調度運行方式已引起廣泛關注，且預計其部署能力將在未來迅速增強。此外，經濟社會的發展導致人們的生產和生活都對電力提出了越來越多的需求，使得國家越來越重視電力工程建設。需要注意，電力系統必須在需求和供應之間保持持續平衡。電力調度機構將評估光伏電站日前的電力預測準確性。采用適當的優化策略具有重要意義，可以提高配電站現場約束下的供電能力。

1 目前我國電網調度存在的問題

目前，我國的電網調度發展情況良好，但是對電網調度運行方式和技術手段的不當使用，嚴重影響了我國電網調度的正常管理。為了逐步完善電力網絡系統，使其充分發揮作用，必須使電力系統的各項技術協調進步，這需要對電力供應網絡采用先進的發展理念和管理技術。然而，目前我國所擁有的電力網絡調度運行管理技術與實際管理工作的需求相比，差之甚遠。其中，一個突出的問題是地區電網的線損過大。地區電網的線損主要由3部分組成。其中，固定損耗，指所有變壓器、測量儀表以及二次電路等勵磁回路的損耗。可變損耗，指線路和變壓器等與電流平方成正比的銅耗。管理損耗，指抄表差錯、計量儀表誤差、偷竊電及管理不善等所引起的損耗。其中，管理損耗的產生是由于編寫操作票的電網調度運行工作人員的文化素質水平參差不齊，導致編寫的操作票不盡相同。沒有統一的標準做支撐，無法實現統一管理倒閘操作。因此，在電網現有的運行方式下，應優先做好無功功率的分層、分區以及就地平衡，減小因無功潮流引起的線損，同時加強線損管理工作以及對各種配電網的調整與管理，優化配置。

2 中壓配電網（MV）的規劃策略

與高壓電網相比，在典型的城市地區如上海，MV配電網的連接方式復雜。長期以來，對MV配送的規劃和優化沒有明確的標準，也沒有嚴格執行計劃控制，造成MV配網中連接方式隨意且多樣。另外，MV配網的擴展受到了城市配電站的場地限制。

2.1 直接從變電站供應

此連接模式通常用于大型用戶，其安裝容量大于4 000 kVA，小于6 300 kVA[1]。在此模式下的電源通常采用以下3種形式。第一種為單個輸入電源；第二種為兩個輸入電源，兩個均經常使用且彼此備用；第三種為兩個輸入電源，一個經常使用，另一個備用。

2.2 從交換站供電

此模式適用于負載密度高的區域，可充分利用變電站的供電能力。還可以緩解特定變電站中饋線間隔的限制。

2.3 從交換站直接供電

該模式適用于裝機容量為1250～4 000 kVA的電力用戶，通常用于大型電力用戶集中的工業園區和商業區[2]。

2.4 單電源徑向連接

這種連接方式適用于偏遠地區和不重要的用戶，電源可靠性較差。分配線未鏈接到其他用戶。電源線可分為獨立的幾個部分，以便在發生故障時縮小停電范圍。

3 光伏電池儲能系統（PV-BESS）規劃策略

BESS具有快速的雙向調節能力，因此可以安裝在光伏電站內進行光伏發電調節。隨著光伏發電系統的調節和控制，光伏發電站可以有效抑制光伏發電輸出功率的波動，減少光伏發電接入市電網的負面影響，從而進一步減小光伏發電實際出力與預測輸出的偏差，降低電網企業的備用成本和電廠的評估費用[3]。此外，可以充分挖掘BESS參與輔助服務的潛力，如將一部分儲能投入調峰、填谷等，并獲得部分額外的經濟效益。PV和BESS的聯合可以為大容量PV電廠的配電網連接提供新的解決方案，是未來的發展方向之一。

目前，PV-BESS發電主要基于示范項目的試點應用，后續將充分利用BESS并探索典型場景下可行的運行模式，這是提高PV-BESS電廠經濟效益的重要手段。PV-BESS發電廠的典型場景是指具有嵌入式PV功率輸出時間特性的典型案例。光伏發電主要受陽光影響，表現出周期性和暫時性特征[4]。為了減少計算量并保持分析結果的客觀性，可以將PVBESS電廠在一年四個季節中的PV功率輸出進行劃分，設計為合適的典型方案。

在不同的典型情況下，光伏發電的最優運行模式是不同的。由于在不同的典型情況下，天氣條件不同，光伏發電的變化趨勢不同，因此全天光伏功率預測的準確性也不同。例如，夏季全天晴朗，日照波動小，因此全天光伏功率預報的精度較高。此外，影響光伏電站典型工況運行模式優化的主要因素是光伏發電系統的輸出。通過配置光伏發電系統，可調節光伏發電系統的輸出，以減少預測輸出與實際光伏功率之間的偏差。

4 區域綜合能源管理系統（IEMS）規劃策略

近年來，工業園區的建設和發展雖然促進了當地經濟的增長，但是造成了嚴重的資源浪費和環境污染。如何在工業園區建設中實現能源、經濟以及環境的協調發展成為亟待解決的問題。建設能夠與大電網友好互動的一體化能源和智能配電系統IEMS示范項目，將為工業資源集聚和效率優化及提升做出貢獻。IEMS示范項目的建設有利于推動產業創新，使企業通過能源供應效應提高管理效率，有利于促進工業園區產業的提升。

區域綜合能源管理系統（IEMS）通過考慮冷、熱、電、氣以及其他能源的協同作用，使各種新能源與電網電能更好地轉化互動，從而滿足用戶的需求。IEMS實現自我優化控制、園區能源風險評估以及園區綜合能源協調優化調度，從而降低多能源成本，提高多能源利用效率。通過這個系統，示范園區將多種類型的能源進行智能互補，可以減少峰值負荷和外部電力的購買。IEMS系統結構分為園區能源協調優化調度系統和自主控制終端。

4.1 園區能源協調優化調度系統

能源協調優化調度系統負責協調調度各企業的能源生產和消耗，避免能源的浪費。該層系統實現可再生能源的大規模本地吸收，并提高能源綜合利用效率[5]。通過該系統，示范園區內的多種能源可以互相補充，從日前調度、日內調度以及實時校正3個層次出發，減少園區的峰值負荷和購買的外部電能。

4.2 自主控制終端

企業部署的自主控制終端是一個能源網關，可以集成、監測以及控制企業的能源生產和消費，同時具有功能優化分析，確保企業冷、熱、電功率安全經濟。自主控制終端構建可調節模型，包括企業可中斷負荷、可移動負荷、儲能設施、熱電耦合裝置以及備用發電設備等資源的指標，再根據最小優化目標進行計算，保證電源穩定性、可調能力以及參與需求響應的成本。

5 結 論

中壓配電網的規劃是一個重要課題，越來越受到供電公司的重視。其中，過渡計劃在中壓配電網建設中很重要，因為發展階段不同，所以應考慮不同的邊界和實際條件。在網絡建設過程中，必須強調在現有網絡的基礎上進行優化和改造，從而適應城市的發展。

多能源綜合能源調度系統IEMS的集成設計和示范項目的建設，使該項目在配電系統中得到了規劃應用，建立了工業園區多參與方不同需求響應的互動機制，也取得了許多成果。通過研究區域綜合能源管理系統的綜合規劃設計方法，形成了包括規劃策略、評估方法、軟件平臺以及實施建議在內的綜合解決方案。園區能源供應的可靠性更高，成本更低。

目前，我國已擁有豐富的電力資源，電力資源管理能力也要相應提高。近年來智能電網建設的腳步逐漸加快，智能電網在增加電網智能化和便捷性的同時，也對整個電網調度運行的管理能力帶來了考驗。由于城市中每個區域的發展程度不同，因此電網調度應考慮每個區域的特征和不同階段，充分研究適合當地條件的調度系統，綜合選擇最優化的方案，做好長期保護與維修工作，最大化發揮電網的作用，從而促進我國電力事業的不斷發展。