解锁高载能负荷调节密码 提升新能源消纳能力

  甘肃省风光资源禀赋优越，风能、太阳能技术可开发量分别为5.6亿千瓦、95亿千瓦，位居全国第四、第五。河西走廊地段，一排排光伏板鳞次栉比，一台台风机巍然矗立，展现出“风光无限”的壮丽气象。

  截至10月17日，甘肃省新能源累计装机达6014万千瓦，新能源装机接近64%，新能源装机占比、新能源发电量占比均排名全国第二。新能源大发展背景下，如何利用源网荷储协调控制，提升新能源利用率，创造出更大的效益，国网甘肃省电力公司科技攻关团队给出了答案。

  近日，甘肃省人民政府发布的2023年度甘肃省科学技术奖励名单中，由国网甘肃省电力公司牵头的科技项目“基于高载能负荷灵活调节的超大规模风/光电高效消纳技术与应用”获得甘肃省科技进步奖一等奖。得益于该项目研发的国内首套基于调度D5000“荷—网—源—储”协调响应控制管理系统，甘肃新能源利用率近年来显著提升。

  过去的10年，甘肃新能源的发展经历了艰辛而辉煌的历程。也是在这10年，国网甘肃电科院科技工作者联合南瑞集团、清华大学、华北电力大学、武汉大学等8家单位组建产学研用联合创新团队，持续攻关基于高载能负荷灵活调节的超大规模风、光电高效消纳技术，成功突破荷网源协调控制关键技术瓶颈，把新能源利用率提升到95%以上的梦想变成现实。

  早在2012年，大规模新能源加快速度进行发展，利用电网、电源、负荷三者的协调控制促进大规模清洁能源消纳在国内尚属空白。针对以上问题，国网甘肃省电力公司科技攻关团队就把目标对准甘肃的装备制造企业，高载能负荷的特性给了团队启发，利用大规模负荷消纳大规模清洁能源的想法浮现。

  “经过了数次的调研，我们得知高载能企业的用电负荷也有可时移、可调节的特性，在风电光伏大发的时候，把它的负荷带起来，对应地去消纳新能源，是我们这一个项目的出发点。”项目负责人、甘肃省第一层次领军人才王维洲介绍。

  据了解，要想使高载能负荷在新能源消纳中起到关键作用，需要在电力调度上做文章，研究出在调度系统灵活调节用户负荷的技术，使电网、电源、负荷高效互动，带动新能源高效消纳，进而使整个电力系统的资源优化高效配置的方法迫在眉睫。带着问题导向和需求导向，科技攻关团队联合相关大型装备制造企业一同立项科技项目进行攻关。

  经过不懈努力，上百次的实验验证，2018年，国网甘肃省电力公司科技攻关团队研发的国内首套基于调度D5000“荷—网—源—储”协调响应控制管理系统成功应用，该系统通过省调主站—高载能子站—槽/炉控制终端三级协同响应控制，创建了考虑储能辅助调节的弱鲁棒“荷—网—源—储”协调优化操控方法，发明了以荷源各自经济收益最大化为目标的主从博弈Stackelberg均衡的博弈决策方法。项目也取得4项重大原创性成果，形成行业、企业标准2项，授权专利19项，软著3项，发表论文28篇。

  “我们乘着新能源产业高质量发展和新质生产力的东风，坚持以产业需求为导向，不停地改进革新突破，为经济社会高水平发展创造更大价值。”项目小组成员、电力节能降碳领域技术专家梁琛表示。

  十年磨一剑，攻关高精尖。如今，这项调节技术成果已应用在甘肃全部新能源场站和多家高载能企业。同时在青海、福建等40多个省/地调度系统，江苏沙钢等50余家企业推广应用，为我们国家新能源高效消纳提供了新的理论依照和实践经验。

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