浙江浙能嘉华发电有限公司 董群力
随着保障新型对电力能源需求量的不断增加，全球变暖现象的日益加剧，为了解决保障新型运行中存在的高耗能问题，电力企业提出保障新型光伏发电模式。在保障新型结构中引入光伏技术，提高保障新型发电能力的同时降低保障新型耗能。保障新型光伏系统是指光伏组件或逆变器接入电网，以太阳能为能源，并且通过集中式光伏电站实现可再生能源的综合利用。目前，我国保障新型光伏发电技术已处于国际领先水平，并网规模已超过3000万千瓦，装机规模已位居世界第一[1]。
随着光伏发电的发展以及人们对能源、环境和气候问题越来越重视，电力可再生能源的应用越来越广泛。电力系统是近几年兴起的一种全新供电形式，此种发电模式具有建设成本低、管理简便等优点，能在一定程度上减少保障新型物能耗，控制空气污染和温室气体的排放，是未来电力企业持续化发展与建设的主要研究方向[2]。目前，保障新型光伏电站规模和类型呈逐年增加趋势，如果保障新型电力系统存在并网设计不合理或电网在建设及管理中存在的缺陷，很容易使发电站在市场内的运营陷入不合理竞争关系中，从而影响电力系统的经济效益。因此，有必要基于经济性角度，对电力系统安全运行方法展开研究，针对保障新型光伏电站中保障新型物的负荷率和经济性等问题深入分析，为提高发电企业更高的价值提供全面的帮助。
为实现对电力系统调度的全面优化，在设计方法前，根据保障新型电力系统运行方式，建立集成在保障新型中电力系统的阵列模型[3]。在此过程中，参照经验公式，根据发电时其中电力组件的作业方式，计算系统中电力组件在发电过程中的温度。计算公式如式（1）：
式（1）中：T1为系统中电力组件在发电过程中的温度；
T2为光伏电力组件周围环境温度；
G为组件能接收到的太阳辐射值。根据当地气象局记录与统计数据，设定此次计算中G的取值为1350W/m2。在此种条件下，计算电力系统光伏蓄电池在运行中的输出功率[4]。计算公式如式（2）：
式（2）中：P1为电力系统光伏蓄电池在运行中的输出功率；
P2为标准作业环境下，蓄电池的最高测试功率（其中标准作业环境为：环境温度23～28℃，光照强度为1.0×103W/m2）；
G1为光照强度；
G2表为光照历史值；
k为温度系数，取值为0.0047；
T3为参照温度，取值为25℃。完成上述计算后，考虑到发电可能会受到外界相关因素的影响，因此，本文在研究中，引进蒙特卡洛随机模型，在考虑多种随机因素与不稳定因素对电力系统造成影响的条件下，建立保障新型电力系统阵列模型，模型表达式如（3）：
式（3）中：α为光照强度平均值；
β为光照强度标准差；
P1,max为电力系统光伏蓄电池在运行中的最大出力值。在上述设计内容的基础上，根据保障新型用电需求，设计电力系统中蓄电池的选型。完成电力系统储能装置的选型后，建立光伏电池充放电模型。在此过程中，假设系统中光伏蓄电池在t时刻下剩余的发电量与t- 1时刻下光伏蓄电池的储备电量两者存在一定的供给关系，则光伏蓄电池的标准蓄电量与其荷电量的关系可用公式（4）：
式（4）中：S(t)为光伏蓄电池在t时刻下剩余的发电量；
η1为保障新型电力系统发电蓄电池充电效率；
P3表示调度负荷；
S1为逆变器的运行效率。
根据上述计算公式可知，光伏蓄电池在t时刻下，对应的放电行为为正向输出功率，对应的充电行为为负向输入功率。按照上述方式，完成保障新型电力系统发电模型的构建。
完成上述设计后，基于经济性角度，建立电力系统安全运行目标函数[5]。在此过程中，以某家庭并网为例，将调度过程中的最高收益作为调度目标，结合电力企业在供电过程中的买电电价、补贴资金等参数条件，设计一个针对蓄电池在发电过程中的充电因子，将其表示为λ，按照下述计算公式（5），设计系统在发电过程中的协调调度目标函数。
式（5）中：C为发电过程中的协调调度目标函数；
P3为蓄电池负荷量；
χ为标杆电价。为确保建立的目标函数可以在调度过程中发挥对应的效果，应在建立目标函数时，根据调度需求，设计函数中参数的约束条件。其中P3的约束条件可用计算公式（6）：
式（6）中：P4,t为电力系统运行中的交换功率；
P5,t为电力系统运行中充电功率；
P6,t为放电系统运行中充电功率。在此基础上，根据保障新型光伏发电模式，设计λ的取值在0～1 范围内。在发电过程中，根据参数的取值约束条件，对函数进行约束。以此种方式，完成基于经济性角度的目标函数构建。
为了改善电网的供电质量，提高电能的利用效率、供电的安全性，建立电价调节机制，是当前我国电网供电管理中的一项重要任务。根据我国《电厂出力预测与负荷调整技术导则》的要求，保障新型电力系统发电机组在电网出力计划调整时要有一定的幅度控制，机组出力计划调整时，需要将调峰电量、调整电价因素考虑在内。同时，机组出力计划调整一般通过电价调节器实现，在此过程中，设计电力系统控制子工程，包括现场监测与监视程序、数据采集程序及远程数据采集终端三部分，在每个子模块中各安装1 台数据采集终端，通过现场运行设备实时采集现场数据。现场实时采集数据可以直接发送至控制子系统管理终端，实现远程遥控。通过现场监测与监视子系统对各子系统中各个参数进行实时监视与调节操作，实现现场监测与监视子系统的无人值守，避免在调度过程中出现异常行为与超额电力数据。
通过上述方式，实现对保障新型电力系统在电能调度过程中的动态监控，确保对调度全过程的全面优化与控制。综上所述，完成基于经济性角度的电力系统安全运行方法设计。
上文从三个方面，完成了基于经济性角度的电力系统安全运行方法设计。为实现对上述设计方法在实际应用中效果的校验，选择某地区光伏发电站作为测试单位，通过设计实例应用试验的方式，对本文设计的电力系统安全运行方法展开测试。测试前，对某地区保障新型电力系统运行参数展开分析。保障新型电力系统运行参数如表1所示。
表1 保障新型电力系统运行参数
在上述设计内容的基础上，建立针对此保障新型的电力系统发电模型如图1所示。
图1 保障新型电力系统发电模型
通过上述方式，完成本次测试的准备工作。在此基础上，按照本文设计的方法，安全运行保障新型电力系统。调度过程中，根据电力系统发电结构，建立保障新型电力系统阵列模型。结合地区光伏发电的储能方式，建立光伏电池充放电模型。同时，基于经济性角度分析，设计针对电力系统的安全运行目标函数，结合函数的表达方式，设计函数运行约束条件。以此为依据，设计电力系统在运行中，其动能资源的动态调度。
将本文方法使用前后，光伏发电站某时段供电电费作为评价指标。统计结果测试结果，电力系统安全运行前后的供电电费统计如图2所示。
由图2可知，使用本文设计的方法，进行电力系统安全运行，可以有效控制光伏发电站在供电过程中的电费，通过此种方式，提高现代化光伏发电站企业的运营收益。
图2 电力系统安全运行前后的供电电费统计
保障新型电力系统具有投资小、不受地区限制、不受自然条件影响、接入系统后能够快速可靠运行等优势。但由于现阶段电力市场的系统安全运行方法设计仍存在不成熟且并网标准不统一的问题，导致电力系统在实际运行中存在一定问题。为了使其更好地为市场企业提供可持续发展服务，本文基于经济性角度，通过建立保障新型电力系统阵列模型与光伏电池充放电模型、设计电力系统安全运行目标函数、电力系统电能资源动态调度三个方面，完成了调度方法的设计。该方法在通过实例应用试验的测试后证明了可以起到提高地区电力系统经济效益的综合效果，以此种方式，深化我国电力行业的发展。
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