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节能发电调度:水火风电资源高效利用

更新时间:2012-07-09
节能发电调度是指在保障电力可靠供应的前提下,按照节能、经济的原则,优先调度可再生资源发电;按机组能耗和污染物排放水平由低到高排序,依次调用化石类发电资源;最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放。

    节能发电调度是以确保电力系统安全稳定运行和连续供电为前提,以节能、环保为目标,通过对各类发电机组按能耗和污染物排放水平排序,以分省排序、区域内优化、区域间协调的方式,实施优化调度,并与电力市场建设工作相结合,充分发挥电力市场的作用,努力做到单位电能生产中能耗和污染物排放最少。

    让清洁能源先“行”,是节能发电调度的宗旨。2008年1月1日,《节能发电调度办法》正式付诸实施。办法颁布的目的是为提高电力工业能源使用效率,节约能源,减少环境污染,促进能源和电力结构调整,确保电力系统安全、高效运行,实现电力工业的可持续发展。

    国家电网公司根据国家统一部署,认真组织系统内省电力公司开展节能发电调度试点工作,优先调度清洁能源、高效火电机组发电。2011年,通过组织节能发电调度,江苏、河南、四川电网累计节约标煤420.7万吨,减少二氧化硫排放12.09万吨。

    在优化调度方面,水能利用率显著提高。国家电网公司加强水电运行管理,统筹优化长江、黄河、藏中等重点流域、重点地区的水电运用,保障了水电厂安全运行。此外,通过深化细化水库调度管理,国家电网公司进一步提高了水电调度经济运行水平。2011年,国家电网节水增发电量159亿千瓦时,水能利用提高率8.4%,同比增加0.16个百分点。

    水电 水电大省的节能调度经

    福建省水电资源开发程度高,水电站数量众多,特别是闽江流域水电站群系统,27座水电站群形成了以水口水电站为中心,由上下、左右交错互为关联的复杂水系,是我国目前水电调度最为复杂的省级电网水电系统之一。

    6月19日,在福建省电力有限公司水调中心,水情调度人员正通过福建电网大型水库短期径流预报调度系统提供的降雨预报信息,安排闽江流域的水口水电站等发电站加大发电力度,将水库库容水位降至比汛限水位低,腾出库容,迎接降雨带来的洪水,确保合理利用水资源节水增发电。
截至5月底,福建全省绿色清洁能源装机1232.4万千瓦,占全省发电装机容量的32.2%。

    根据福建水电资源的特点和规律,福建省电力有限公司开发了福建电网大型水库短期径流预报调度系统,利用该系统的短期径流预报和大型水库洪水调度功能为水库群的跨流域优化调度提供强有力的技术支持,在预报有大到暴雨到来之前预先适当腾库,在监视到明显降雨之后加大发电出力。洪前腾库迎峰,洪峰过后拦蓄洪尾,最大限度地优化利用水资源。
“通过不断创新,改善水电调度方式,用同样的水资源创造了更大的效益。从2003年至今,福建全省水电累计节水增发电量125.3亿千瓦时,相当于节约标煤约400万吨,减排二氧化碳1100万吨。”福建省电力调度控制中心主任黄文英介绍说。

在充分利用水资源的同时,优化电网调度,让水电等可再生能源多上网,是实现节能减排的重点。黄文英说,“今年1~5月,全省各水库来水均为特丰。福建电力调度控制中心及时调整水火发电方式,按照节能、经济调度的原则,适度关停部分火电机组进行检修,优先调度可再生发电资源,尽量让水电多发甚至全天满发。”

    据统计,今年1~5月份,福建水电机组发电217.41亿千瓦时,比去年同期增长90.7%,火电机组累计发电388.95亿千瓦时,比去年同期减少20.2%,节约了发电燃煤,减少了各类大气污染物排放。

    【 亮点 】全流域短期径流预报精度提高

    福建电网大型水库短期径流预报调度系统建立了适合福建电网特点的中短期径流预报、防洪优化调度、水口退水预报等模型,实现了大型水库短期径流预报、大型水库洪水调度、水口水库洪水退水过程预报、水口水库动态汛限水位洪水调度、天然来水还原计算及丰平枯评价功能,显著提高了福建电网大型水库径流预报的精度和防洪调度的科学性与工作效率。
   
    本系统的短期径流预报和大型水库洪水调度功能为水库群的跨流域优化调度提供强有力的技术支持,在预报有大到暴雨到来之前预先适当腾库,在监视到明显降雨之后加大发电出力,洪前腾库迎峰,洪峰过后拦蓄洪尾。
   
    尽管2011年福建来水属于特枯年份,但福建省电力有限公司应用本系统后取得了可观的节水增发电效益,全年直调水电厂节水增发电量5.5亿千瓦时,节约燃煤约17.1万吨,减少排放二氧化硫约0.4万吨、二氧化碳约44.3万吨,节能减排效果明显。

风电 调度作用显著 出力连创新高

    电力调度与准确的功率预测是风电大规模接入电网的首要条件。凭借出色的调度能力,甘肃电网最大限度地接纳着风电。6月10日、11日,甘肃风力日发电量分别达到5969万、6064万千瓦时,最大发电出力分别达到2655兆瓦、2732兆瓦,连创历史新高。

    被誉为“陆上三峡”的甘肃酒泉风资源丰富,近几年,甘肃电网最大限度地接纳着风电。自从今年5月10日起,甘肃风电出力限额由220万千瓦开放至260万千瓦,达到河西750/330千伏断面稳定控制极限,风电上网电量不断攀升。6月10日、11日,风力日发电量分别达到5969万、6064万千瓦时,最大发电出力分别达到2655兆瓦、2732兆瓦,连创历史新高。

    随着国家节能减排、大力发展清洁能源产业政策的不断推进,风力发电迎来集中发展的黄金时期,短短几年之内,甘肃电网风电装机容量已达到570万千瓦,风电“陆上三峡”初具规模。

    为积极贯彻落实国家相关新能源产业政策,充分发挥大规模风力发电在节能减排方面的积极作用,最大限度消纳风电电力电量,甘肃省调在目前省内用电增长缓慢、外送市场逐步萎缩、水电大发的条件下,及时调整火电开机方式,采取多种科学有效的调度管理手段,为清洁能源上网让路,不断拓宽甘肃绿色能源输送通道。

    除了甘肃,南方省市风电接纳能力也大大提高。今年1~5月,福建在水电发电量创新高的同时,风电发电量也实现了全额上网。截至5月底,福建全省绿色清洁能源装机1232.4万千瓦,占全省发电装机容量的32.2%。

    近年来,福建省电力有限公司通过提高水能利用率,优先调度清洁能源,为社会贡献绿色清洁能源,推动生态福建加快发展。在确保水电满发、多发的同时,福建省电力有限公司积极配合省内风电场的建设,提高风电功率预测和调度监控水平,优先利用清洁能源发电,严格执行可再生能源有关规定,在日常发电计划编制和实际调度过程中确保风电场所发电量全额上网。没有出现因系统调峰、调频而限制风电出力的现象,确保了无弃风电量,风电场所发电量全部上网。2011年,福建电网风电场共完成发电量21.93亿千瓦时,比2010年增长82.5%。

    与时同时,福建省电力有限公司加强水电站和LNG燃气电站、风电、常规火电等联合调度;优化水库电站及LNG燃气电站与风电进行互补。在水电多发季节,协调计划处少安排LNG发电,通过统筹运用,充分利用风能、水电资源,利于全网电力电量平衡。

    【 亮点 】量身打造“大型集群风电有功智能控制系统”

    甘肃电力调度通信中心承担的大型集群风电有功智能控制系统立项,这是为河西风电量身打造的系统。大型集群风电有功智能控制系统由一个调度中心站、一个控制主站、9个风电场控制子站等网络组成。系统根据河西电网通道裕度,计算出风电最大出力,按照装机容量等比例分配给各风电场,这就是风电场的出力上限。在风力不足的情况下,风电场在这个出力上限范围内正常发电;如果风电场预测到大风来临,机组发电将超过出力上限,就可通过系统申请加出力,每5分钟申请一次,系统会进行自动计算,把那些出力不足的风电场的空闲容量调整给需要加出力的风电场。这套系统的投运,充分发挥了河西330千伏和750千伏输电通道的出力,可根据电网送出通道的输电可用容量实时调整所有风电场的发电功率,实现优化配置,保证大风期间线路送出功率不超稳定上限运行,又最大限度地利用输送通道送电。

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