摘要:水光互補光伏發電的可靠性和穩定性顯著提高,光互補光伏發電是充分利用水電站現有送出線路通道和水電機組快速調節能力,在電力與太陽能并網并用的情況下,提高了線路通道的利用率,減少光伏發電波動性的影響,降低系統備用率。
深圳市華陽光伏太陽能網:國家能源局今年8月發布了《國家發展改 革委國家能源局關于開展“風光水火儲一 體化”“源網荷儲”的指導意見》,并于今年8月發布,庫區水力光伏發電可以將庫區水力光伏發電特性、新能源特性、受端系統條件及消納空間相結合,研究就近打捆新能源電力“一 體化”實施方案。水光互補光伏發電是風光水火庫綜合利用的主要形式之一,目前西南地區已經開始進行相關項目規劃或前期工作。
三月,云南省提出要科學、有序地發展三百萬千瓦光伏項目,有意在楚雄等光照資源良好的地區規劃水光互補光伏發電項目。
六月末,國家能源局綜合司發布了《關于2020年光伏發電項目國家補貼競價結果的通知》,貴州120萬千瓦和廣西10萬千瓦水光互補光伏發電項目擬納入光伏發電項目名單。
在可再生能源發展的過程中,科學推廣水光互補光伏發電,對于促進可再生能源的優 質發展,提高電力系統運行效率,促進能源的綠色、低碳轉型。
水光互補光伏發電的可靠性和穩定性顯著提高,光互補光伏發電是充分利用水電站現有送出線路通道和水電機組快速調節能力,在電力與太陽能并網并用的情況下,提高了線路通道的利用率,減少光伏發電波動性的影響,降低系統備用率。
該系統的光伏發電控制主要包括AGC和AVC兩部分。其中,AGC控制是在確保水電機組和光伏設備安 全可靠運行的前提下,綜合考慮光伏發電出力預測、水庫調度、水電機組運行工況及耗量特性等因素,實現有功和頻率自動調節。
其控制原則是把光伏電站看作水電站的一臺不可調機組,通過水電機組的快速調節,使光伏出力平穩,以滿足光伏發電的需要,同時確保總出力符合調度控制要求。
另外,AGC控制還設置了水電機組聯合振動區和動作閾值,保證水電機組出力在一個合理范圍內,減少由于太陽能電池頻繁波動引起的調節次數。
AVC控制通過光伏電站的動態無功補償裝置與水電機組的無功調節能力相結合,共同實現了無功電壓自動控制。系統依據電壓或無功控制指令,優先調用光伏電站無功補償裝置,在難以滿足要求的工況下,用水電機組參與無功調節,提高了機組運行可靠性和穩定性。
水光互補光伏發電目前發展中需要注意的四個問題雖然水光互補光伏發電的優點是明顯的,但目前還存在許多問題。
一,水光能力的匹配問題。利用水光互補光伏發電可以減小光伏直接并網對系統的影響,但降低了水電機組的調節能力和運行靈活性。所以,合理的水-光容量配比是實現水光互補光伏發電優勢與作用的關鍵。要以土地資源、環境保護、流域航運和防洪要求為基礎,結合水庫容量、水力光伏發電單元調節性能、電力消納空間、負荷特性、系統調峰需求和送出通道容量等,綜合確定光伏發電容量。
另外,對于互補控制系統,機組聯合振動區等參數的設定應與光伏發電容量相匹配,否則不利于水光互補光伏發電的運行效果。二,消納和接入系統的問題。西南部大中型水電廠主要為220千伏及以上電壓等級并網光伏發電,電力一般需要遠距離輸送到負荷中 心消納。
對光伏電站接入系統而言,首先要明確電力消納方向,并對光伏電站直接送到大中型水電站的必要性進行了詳細論證。具有消納空間和送出條件的地區,優先考慮光伏電站通過低電壓等級接入周圍站點;若近區沒有消納空間或沒有送出條件,在對各種方案進行充分的技術經濟比較之后,推薦光伏電站接入高電壓等級的水電站升壓站,經水電現有線路打捆送出。
第三,與常規電源協調問題。大規模開發采用水光互補的光伏發電,將擠占傳統電源的電量空間,導致部分機組運行效率低下,加劇了電源企業之間的利益沖突。在電力市場輔助服務機制不健全的情況下,常規電源的基礎支持作用如果受到削弱,將對電力系統安 全穩定產生影響。
所以,需要綜合利用水光互補光伏發電與常規電源協調發展。第四,電網運行的影響問題。在黔西南、黔西北、滇西北地區大規模光伏并網光伏發電中,西南地區光伏大規模并網光伏發電將面臨持續壓力。由于電力電子器件的大量接入,可能會引起轉動慣量下降、短路容量支撐不足、次同步諧振等新問題,影響到電網的安 全穩定運行。
強化水光互補優 質發展要從三個方面發力,針對以上問題,加強規劃協同,統籌各方需求,推動水光互補高質量發展。
一,統一進行西南地區大中型水光互補光伏發電規劃,促進國土、環保、水利、電源、電網等各方共同參與,綜合考慮資源條件、環境保護、防洪航運、電力消納、電網調峰、安 全穩定等要素,實現多目標協同。完善技術標準,規范管理制度。
提出了電力系統安 全穩定指導原則、水電廠與光伏電站設計、水庫調度管理等規范要求,制訂大中型水光互補光伏發電項目的技術標準,理清水光互補合理滲透率、送出校驗與調度操作的原則與要求,加強規劃、設計、施工、運營的規范化管理。另外,還需要完善市場機制,促進協調發展。
西南部對可再生能源電量的全額保障收購壓力較大,新能源光伏發電的市場價值尚未充分體現。提出要堅持市場化原則,積極推進新能源光伏發電參與市場化交易,加快電力輔助服務市場建設,促進源網協調,推動水光互補光伏發電高質量發展。


