北极星智能电网在线讯:10月13日，江苏连云港供电公司数字电网计算推演平台源荷预测功能模块发出预警：次日10时至14时，110千伏城头变电站1号主变压器可能因分布式光伏倒送导致重过载。当值调度员根据平台给出的建议，及时调整了配电网运行方式，最终把负载率控制在78%以内的安全区间。
文／特约记者 周瑾
近几年，类似突发情况在江苏的不少地方已较为常见，这与新能源发电装机容量的快速增加直接相关。截至今年9月底，江苏省的风电和光伏发电装机容量已达7786.82万千瓦，占全省总装机容量的39.84%。这对江苏电力系统的消纳能力提出了更高的要求，系统调节、资源配置等一系列难题亟待破解。
借助科技手段破解消纳难题成为国网江苏省电力有限公司的攻坚方向。近年来，该公司大力发展新能源功率精准预测、分布式光伏群调群控、配微协同运行等技术，支撑新能源友好并网、优化配置和高效利用，提升电力系统对新能源的消纳能力，确保新能源大规模发展的同时合理利用，推动新能源的高质量发展。
PART01
功率预测：有效应对新能源发电波动
8月13日，由国网江苏电科院自主研发的江苏新型储能电站运行分析系统在江苏电网调控云平台上线运行。该系统基于异构数据统一化技术，设置了放电时长、充放电功率、放电深度、容量衰减率、电站可用率等5项指标，并进行在线监测，能够对异常指标发出预警，提醒现场人员及时消除电站运行缺陷。
作为具备充放两用功能的可调资源，新型储能项目在江苏发展迅速，截至9月底，项目规模已达543万千瓦。而且，江苏的新型储能也切实参与到了电力系统的调节中，50余个新型储能电站在新一代调度系统的支持下，能够从备用状态集中转为充电状态。这些电站在用电低谷时充入风电、光伏发电等清洁电能，实现绿色能源的统一储存备用。这相当于在新能源发电高峰时段，江苏新增了一座可储电容量达到1000万千瓦时的“超级充电宝”。
新能源发电的随机性、间歇性、波动性等特点，是影响电力负荷平衡的不确定因素。对此，国网江苏电力致力于提升新能源发电功率的精准预测水平，支撑海量分布式新能源有序并网。国网江苏电力按气象、地理等因素将省域划分为206个光伏集群网格，创新构建分布式光伏监测网格体系，基于各区域的光伏发电历史数据，开展关联分析、建立推演模型，实现了对全省分布式光伏运行实时监测、精准预测和精细化调度。
“明天中午，新沂地区的光伏辐照度将升至935.4瓦每平方米。”7月29日，国网徐州新沂市供电公司电力调控中心的专职人员崔清华，通过智慧气象服务平台的风光数值预报功能，提前调整区域电网的运行方式，以确保光伏发电被充分消纳。
近年来，徐州加大了光伏项目的开发力度，截至今年上半年，光伏发电的装机容量已达526.1万千瓦，占徐州发电装机总量的28.9%。一方面，新能源发电规模快速增长，另一方面，传统预测技术与气象结合不够紧密、准确度不高，光伏消纳的局限性凸显。2023年7月，国网徐州供电公司与徐州气象台合作，共同升级智慧气象服务平台，新增风光数值预报功能，并应用于光伏发电功率预测，取得了良好成效。
该平台将徐州全域划分为115个气象网格，综合考虑气溶胶辐射效应、云辐射效应、地形坡度等因素，测算出每个网格的光伏辐照度数值，并结合对历史发电曲线等数据的学习分析，实现了对未来10天以上、15分钟级的光伏发电功率进行预测。自平台投运以来，徐州月均光伏功率预测精度提高2.85个百分点，平台还通过帮助光伏项目业主提前优化检修计划等方式，每月多发40万千瓦时绿电。
PART02
群调群控：让绿电消纳更精准可控
随着分布式新能源发电比例的增加，配电网的安全性、灵活性和稳定性变得更加重要。配电网能否承受大量新能源发电并网带来的冲击，还需要对其承载力进行科学评估。江苏电网今年5月上线应用的分布式光伏资源开发配置平台，则为科学评估提供了可行的途径。
这套由国网江苏电力自主研发的平台，采用卫星图像智能识别和大数据分析技术，对全省现有建筑屋顶加以分类评估，从而测算出分布式光伏的可开发规模。同时，平台还能对各细分区域分布式光伏的开发时序做出预测分析。这有助于加强对省内10万平方千米范围内的分布式光伏资源进行合理规划与利用。
“只需要输入位置等信息，平台基于该地区发展需求、电网现状等因素，1秒内就能给出‘装多少’‘何时装’的建议。”国网江苏电科院配电网技术中心主任史明明介绍。
目前，国网江苏电力利用该平台对全省95个县（市、区）1200余个供电网格开展光伏承载力仿真分析，定位了2000多个电网薄弱点，并分批制定针对性的治理方案。以启东市为例，根据现有电力需求，该市分布式光伏发电装机容量在2025年将新增约70万千瓦；引入平台测算后，供电公司可在光伏安装前，根据当地新能源发展规划，提供电网可接入光伏容量，提前改造补强电网网架，以提升分布式光伏的就地消纳能力。
当新能源大规模发电时，配电网可能因消纳不及时出现超载问题。此时，新能源的分配调度显得尤为重要。国网盐城东台市供电公司与国网江苏营销服务中心联合研发了分布式光伏“云—边—端”三级柔性调控系统，采用“分布式光伏采集单元—光伏PCS”的技术，实现了低压分布式光伏可观可测、可调可控的技术运用，基本解决了海量分布式光伏集中并网对主网平衡的冲击和配电网安全运行的问题。
“该系统在主站侧探索群调群控路径，利用分布式光伏采集单元，实现海量分布式光伏柔性功率调控，可解决节假日、春秋季光伏大发期间发用平衡问题；在台区侧建设边缘自治能力，就地采集分析数据，调节逆变器出力，解决台区反向超重载问题；在用户侧建设本地控制能力，通过分布式光伏采集单元，解决并网点电网越限问题。”国网江苏电力配网部智慧配网处副处长吴宁介绍。
8月22日，东台地区光伏出力大幅增加，造成局部台区反向潮流重载。上午10时05分，富安镇孟庄村潘陈五台区反向过载达到81%，超过设置阈值。随即，台区分布式光伏自治程序自动启动，对台区下分布式光伏开启柔性调控，压减出力，将反向功率控制在70%～80%的区间。14时25分，该程序完成了调控工作。
PART03
微网技术：促进海量负荷有效利用
作为一类海量且灵活的资源，用户侧资源参与电网调节的前景十分广阔。近年来，国网江苏电力积极通过电力辅助服务市场，引入用户侧储能、电动汽车等负荷侧资源参与调峰。这些资源大多以微能源网的形式，与配电网连接并协同互动。
微能源网通常包含光伏发电、储能、用电负荷等多类分布式可调资源，它们与配电网之间需要一个沟通联络的“桥梁”。为此，国网江苏电力先后攻克了微能源网可调资源聚合、云边协同控制和安全通信等关键技术，于2023年10月研发出微能源网网关。这种网关搭载了云边协同控制算法模块，可以在配电网和微能源网之间传输调度信号，使微能源网既可独立运行，又能在电网有需求时迅速响应。
“将当前负荷从714千瓦调至614千瓦。”3月19日，国网南京供电公司配电调度指挥员通过南京电网配电主站，经电力无线专网向国网江苏电科院配电楼的微能源网网关发出遥调指令。数分钟内，储能装置、直流充电桩及中央空调等可调资源自动响应，将微电网负荷下调100千瓦。此次试验的成功，验证了配微协同运行技术路线的可行性，为后续负荷侧参与调峰辅助服务市场提供了技术支撑。
今年国庆假期期间，江苏新能源电力大发，叠加假期企业用户用电负荷下滑等因素，给电网平衡和新能源消纳带来压力。为此，江苏启动了中长期可调节负荷辅助服务交易。智能微电网等用户首次参与了调节，提供的填谷电力最大达80万千瓦。
此外，国网南京供电公司以江宁区为试点打造智能微电网示范集群，推动建成了车网互动、建筑能效管理、智能制造、园区源网荷储、虚拟电厂等5类21个智能微电网项目，并统一接入新型电力负荷管理系统。此次响应时段内，依托配微协同，极客空间江宁站、国电南自、南瑞集团等3家智能微电网用户调整储能、蓄冷机组运行策略等方式，最大上调用电负荷约7.6兆瓦，响应目标完成率达198%。
为了进一步探索配微协同运行，国网江苏电力已经在镇江扬中采用网架重构、分布式储能、柔性互联、负荷调节等方式，打造分布式光伏就地就近消纳示范区，实现网格级分布式光伏发电全量就地消纳，挖掘客户侧实时调节能力3.21万千瓦；在淮安金湖打造了新能源分层分级平衡示范区，通过110千伏移相器建设、新能源快速功率控制、电网侧储能智能充放电等措施，提高了新能源分层分级平衡消纳的能力。
