图为位于唐山市丰南区黄各庄镇唐曹高速口的照顺环保科技有限公司“光储充”一体充电站。 周宇翔 摄
近年来,国网唐山供电公司按照新型电力系统全域示范行动要求,围绕国网冀北电力电网数字空间建设目标,开发了唐山新型电力系统全景应用平台,实现源网荷储全要素动态感知、多时空协同优化、全场景可视化决策。
唐山地处我国太阳能资源较丰富地区,海上风电年利用小时数可达3200小时。截至8月底,我市已建成28座集中式新能源电站,累计并网分布式光伏发电装机容量513.39万千瓦。
2024年,国网唐山供电公司基于“电网一张图”,以“新能源可观可测—坚强电网呈现—新型负荷分析—储能配套消纳”为目标,打造新型电力系统全景应用平台。在国网冀北电力数字化部支持下,国网唐山供电公司电力调度控制中心、客户服务中心和计量中心协同开展数据分类梳理,依托用电信息采集系统、生产精益化管控系统等系统,梳理归集2.6亿条后台数据,构建了新型电力系统监测模型,并将分布式光伏用户等主体分别与供电单位、线路和台区进行关联。
据悉,新型电力系统全景应用平台基于监测模型构建,融合各类新能源基础信息与运行信息,实现集中式新能源场站现状可观、分布式光伏多维可视,形成新能源发展评估、运行监测、异常告警、出力预测等多时空全景应用。该平台还实现新型储能全景监测,能基于AI等技术开展规划储能容量评估等分析计算,具备储能规划辅助决策能力。
今年6月中旬,新型电力系统全景应用平台上线应用,集成风光新能源、主配网拓扑、多元负荷、新型储能等源网荷储多类要素,包括4类主题10个场景,有20个功能模块,以数字化手段助力分布式光伏并网、配网高可靠性示范区建设、储能定容选址等方面分析决策。
随着并网分布式光伏增加,在阳光充足、用电量少的时段,分布式光伏发电量可能多于当地的用电量。富余电能沿着线路反向输送,形成反向负荷,给配网线路与变压器安全运作带来影响,反向负荷过高可能引发电压超标和设备过载等问题。
依托大数据分析技术,新型电力系统全景应用平台可以基于有关数据形成热力图和散点图,精准展示分布式光伏用户数量和分布等情况,开展发展的新趋势分析,还能实时监测各区县分布式光伏发电出力情况,为电网调度提供数据支持。
此外,新型电力系统全景应用平台能够智能评估电网承载力,采用配网潮流分析算法,通过分布式光伏接入电网的热稳定评估和电压偏差校验,动态分析变电站、线路、变压器的新能源电量消纳能力,按电压等级自上而下分别计算出可开放容量。该平台以红、黄、绿3种颜色直观呈现评估等级:红色表示反向负荷超过80%,不能通过校验;黄色表示有反向负荷但未超过80%,能够最终靠校验;绿色表示无反向负荷。根据颜色标记,调度人员能直观判断接入条件,精准统计可开放容量,辅助服务分布式光伏高效并网。
“在迁西县白庙子镇某150兆瓦光伏群接入前,我们应用平台快速定位到该区域光伏发电装机密集的10千伏白庙子线,还利用可开放容量测算模块算出反向负荷率达到57%,属于黄色预警等级。根据平台生成的校验结果,我们逐步优化接入方案,将部分光伏设备调整至邻近可开放容量充足的台区接入,既保障了项目及时并网,又避免了接入后也许会出现的电压越限等问题。”国网唐山供电公司电力调度控制中心主任姚庆华告诉记者。
随着风电、光伏发电等新能源高比例并网,以及新能源汽车等多元负荷接入,电力系统源荷两端随机性、波动性加大,平衡难度增加。
新型电力系统全景应用平台接入可调负荷用户、电动重卡充换电站等负荷侧数据,构建电网网架拓扑模型和新型负荷图层,实现了新型负荷要素全景可观、可测、可分析,为电网规划建设、车网互动、虚拟电厂构建等提供技术支撑,推进可调负荷资源统一管理、统一调控、统一服务,助力提升负荷监测、需求响应、安全用电分析等服务水平。
唐山保有量超万辆的电动重卡为例,电动重卡的电池具有储能单元容量大、充电功率高的特点,是一种优质的储能资源。国网唐山供电公司将电动重卡电池资源聚合,组织这类资源参与虚拟电厂响应,在电网负荷低谷时段充电,将电能储存在电池中,以此来降低电网峰谷差。
在新型电力系统全景应用平台的电动重卡电站负荷监测模块,全市227座重卡充换电站4464个充电桩的充电量等信息清晰可见。该平台能够迅速统计充电量、充电时长、充电次数等运营数据,监测电流、电压、功率等运行数据,提升负荷感知能力和需求响应能力,为电动重卡电池资源参与虚拟电厂响应提供数据支撑。
目前,新型电力系统全景应用平台应用场景范围已覆盖国网唐山供电公司全部124个供电所。