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新能源生产运营的未来之路

   2024-01-29 世纪新能源网6900
核心提示:今天,EnOS正在为各大客户提供无人值守和产销一体软件解决方案。

2023年中国风光新能源装机规模突破10亿千瓦,接近全国发电装机容量的40%,可再生能源在年内突破了14.5亿千瓦大关,已历史性地超过了火电装机。在向双碳目标大步迈进的同时,高比例的新能源也对电力系统运行带来前所未有的挑战,既限电又缺电的现象开始出现。

为应对挑战,以构建新型电力系统为核心的电力产业升级正在发生,如上图所示,在一系列措施中:

1. 要求新能源参与电力市场,用价格信号拉动电力电量平衡;

2. 要求新能源具备构网能力,涉网特性向传统能源靠拢,提升系统抗扰动能力;

3. 要求风光配储,提升场站灵活性,源网荷储一体化项目提升自平衡能力,挂网不上网,甚至挂网不下网;

以上三点对新能源的生产运营带来了深刻影响,对持续了近20年新能源生产运营模式吹响了升级的号角。

未来新能源场站长什么样

那么面向新型电力系统,未来五年后的新能源场站究竟会升级变革成什么样?如下图所示,在场站外部环境上,两个一体化项目将不断涌现。在一个个以灵活性为中心的源网荷储一体化项目,源荷双动虚拟电厂本地平衡后并入电网;在一个个电网主导下的风光水火多能互补一体化项目打捆参与特高压外送。

对于场站内部,新能源的生产运营活动可以抽象成交易,控制,管理,设计四个闭环:

1. 在交易闭环里,电站将从目前上报日前和日内功率预测满足电网调度需要,转变为以实现电力市场收益最优为目标,申报中长期与现货量价信息。当交易出清,场站从风光响应电网一二次调频调令,转变为风光储协同响应并提供转动惯量。

2. 在控制闭环里,电站运行中对设备的实时管理从目前的启停和故障复位,转变为基于设备健康度的生产风险预控。智能传感器的新感知,催生了处理多模数据的机端边缘新大脑,实现了事故预防与故障预警的新控制。

3. 在管理闭环里,运行班从发送服务请求转变为同时将市场电价传递到检修班,以收入损失最低为原则安排计划停运;传统设备维检工作的计划分配指导质控与记录方式,转变为巡检自动化,维护状态化,检修大模型指导,质控视频自动识别的无人值守模式;在绩效评估方面,从当前电量与损失电量考核转变为实收比应收的RBA收入潜力考核,对损失原因进行责任区分。

4. 在设计闭环里,对造成损失的具体问题进行根因分析,将实际数据与仿真设计模型对标,发现场站模型,设备模型,生产策略,交易策略的缺陷,实现根因分析,并生成设备技改或策略改进计划,进入管理闭环执行,防止问题再发生。 

新能源场站的升级之路

站在未来看现在,当前场站的升级进化之路依稀明朗,如下图所示:

过去十年,全国风光场站基本完成省会集控中心建设,实现远程监控,现场无人值班的少人值守级场站,集控中心的高效运营使得每个场站节约了大约6名运行人员。

随着设备可靠性大幅提升,视频巡检成本大幅降低,加之技术人员增长速度难以匹配快速增长的装机容量,23年以来建设区域维检中心,将现场检修班移至县城,正成为场站下一步生产变革的重点。预计在3-5年内,全国将有50%场站实现区域化维检管理,其中又有20%的场站达到无人值守级,即每个10万千瓦的场站,维检人员12人将变为现场2人+区域8人,每个场站用工人数减少2人。 

再进一步,当现货市场在各省全面铺开,设立营销中心,实现交易员、运行班、检修班的三班协同,由价格信号更好地管理风光场站灵活性,避免价格信号与计划停运以及储能充放的脱节,减少负现货,计划停运,以及出力越限损失,越来越多地风光场站将实现产销一体。

远景智能打造行业领先解决方案

过去十年,远景智能EnOS新能源软件套装已成为新能源行业进行数字化变革的首选,全国共有240GW的风电资产,100GW的光伏资产正在使用EnOS套件进行管理,分别占全国风电资产的60%、集中式光伏资产的30%,支持各发电单位建设集控中心,实现少人值守的业务变革。

今天,EnOS正在为各大客户提供无人值守和产销一体软件解决方案。

无人值守解决方案如下图所示,从少人值守到无人值守的核心思路是降低维检工作量与现场工作远程化,其中降低工作量是关键,避免强行远程化下的人员奔波。在10万千瓦风电场,年工作量可由20391人时降至8304人时;光伏电站同比从12559人时减至5292人时。详细方案见《新能源运营未来之路-中篇》。

产销一体化解决方案如下图所示,旨在充分挖掘风光场站的出力灵活性潜力,包括以计划停运所代表的日周级别灵活性和以配储为代表的日内级别灵活性,通过功率预测与价格预测做好智能排程与风光储协同控制,实现收入提升。

以山东电力市场某5万千瓦风场,采用基于最低收入损失原则的计划停运智能排程,相比目前小风停机方式,实现增收8元/千瓦*年。在甘肃电力市场某5万千瓦风机配2万千瓦时储能,系统智能控制相较于人工操作,可增收9元/千瓦年,并且减少越限罚款及人工成本11元/千瓦年。更多详细内容,请参阅《新能源运营未来之路-下篇》。

 
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