冀北电网大规模风电接入的激励管理机制研究

来源: www.shiekolong233.icu 作者:lgg 发布时间:2018-06-13 论文字数:34745字
论文编号: sb2018013113594519586 论文语言:中文 论文类型:硕士毕业论文
本文是管理论文,本文对多年来国内调峰辅助服务实践经验和国外成熟电力市场的现货平衡机制进行了梳理和总结,并在此基础上设计适合冀北电网的调峰辅助服务正向激励机制。
第 1 章 绪 论
 
1.1 课题背景及研究的目的和意义
能源是人类社会生存和发展的重要物质基础,经济和社会的持续发展离不开安全可靠的能源供应体系,也离不开高效、清洁、经济的能源利用[1-7]。近年来,能源安全和气候变化问题对人类经济社会发展带来了严峻挑战,因此,人类需要在能源问题上寻找到一条新的出路,减少污染排放,实现可持续发展[8-9]。2015 年 12 月,对于日趋严峻的气候失常现象,第二十一届联合国气候变化大会期间形成了在世界范围内“有目标和约束力度”的协议。中国政府向联合国提交了《强化应对气候变化行动》,此项行动方案明确了 2020 年及 2030 年的预期调整目标,即非化石能源在 2020 年达到占一次能源消费总额的 15%,在 2030年达到一次能源消费总额的 20%;二氧化碳排放比于 2020 年较 2005 年数值下浮 40%至 45%,2030 年较 2005 年数值下浮 60%至 65%。2015 年底,冀北电网新能源装机容量 10521MW,占统调装机容量的比例超过 46.2%,新能源装机占比在全国省级电网系统位居前列,其装机主要集中在河北省西北部的张家口市。张家口市地处“三北”交汇处,被列为“一带一路”中蒙俄经济走廊重要节点城市,也作为京津冀地区重要的生态涵养区和国家规划的新能源基地之一。随着《张家口市可再生能源示范区发展规划》正式获得国家批准,张家口利用独特的地理优势和战略优势,着手开展可再生能源应用的综合示范,一方面为冀北电网继续保持新能源领域的引领地位提供了良好机遇,另一方面也因新能源装机规模与全网负荷相当,对电网运行控制带来前所未有的挑战。新能源装机占比大幅提升,预计 2020 年仅张家口市的可再生能源装机规模将达到 2000 万千瓦,需进一步提升风电并网发电运行控制技术[10-13]和完善跨省交易机制、辅助服务模式及风电上网电价机制,促进张家口和冀北地区风电在更大范围的市场消纳。因此,大规模风电接入和相应配套的消纳政策将对电网的经济运行产生重大的影响[14-20],有必要分析风电接入对电网运行经济性的影响。
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1.2 国内外风力发电发展趋势
据《全球风电统计数据 2015》显示,全球风电产业 2015年新增装机 63.0GW,实现了 22%的年度市场增长率,年新增装机首次超过 6000 万千瓦大关。经统计计算,全球范围风电装机容量增长迅速,至 2015 年底累计年均增长率为 17%,总装机容量达 432419MW,首次超过核能发电。目前,全球风力发电呈现出以下主要发展趋势:凭借着技术优势与政策导向优势,欧洲与美洲是全球风电发展最早的地区。尤其是欧洲,自上世纪 90 年代起便开始大力发展风电。同时,随着亚洲新兴市场国家风电的发展及各国对清洁能源重视程度的提高,近几年来,世界风电的发展中心已经从欧美转向以中国、印度、日本为首的亚洲地区。其中,中国作为世界风电发展的主要力量,在近几年内实现了爆发式的增长。从单个市场来看,2015 年,中国风电新增装机 30.5GW,累计装机容量 129GW,位居全球风电市场首位;亚洲、欧洲和北美地区分别以累计装机容量 175.6GW、147.8GW和 88.7GW 位居全球风电市场前三位,其中亚洲地区已经超过欧洲跃居全球累计装机容量第一位。随着风电技术的进步与成熟,风电的发电成本将逐渐降低。在未来,亚洲、北美及欧洲等主要风电市场将成为推动全球风电发展的主要力量。在各国鼓励政策及清洁能源需求增长的推动下,全球风电市场将持续增长[21-27]。据预测,从 2016 年至 2020 年,全球新增装机容量将以 10%-13%的速度增长,到 2020年,全球累计装机容量将达到约 800GW,到 2030 年,全球累计装机容量将接近 2000GW。
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第 2 章 调峰辅助服务实践经验
 
2.1 引言
2009 年 1 月份,为推进区域电力市场建设、规范市场秩序、消除电力系统运行中的安全隐患, 国家电力监管委员会在全国范围内推广了《辅助服务管理实施细则》和《发电厂并网运行管理实施细则》(简称“两个细则”)。在我国六个区域电力系统分别结合本区域内电源、负荷和网络结构等实际情况,制定了相应的“两个细则”。六个区域电力系统的辅助服务中,基本辅助服务包含的种类相同,即一次调频、基本调峰、基本无功调节;有偿辅助服务的种类略有不同,都包括自动发电控制(AGC)、有偿调峰、有偿无功调节、旋转备用、黑启动,但华北区域和华东区域还有自动电压控制(AVC)。其中针对调峰服务,根据《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市场[2006]43 号)规定,分为基本调峰和有偿调峰服务,基本调峰是指发电机组在规定的出力调整范围内,为了跟踪负荷的峰谷变化而有计划的、按照一定调节速度进行的发电机组出力调整所提供的服务;有偿调峰是指发电机组超过规定的调峰深度进行调峰,及火力发电机组按电力调度交易机构要求在规定时间内完成启停机(炉)进行调峰所提供的服务。我国六大区域针对基本调峰和有偿调峰的定义和补偿标准存在一定差异,将在下一节进行介绍。可以看出,国内外对于辅助服务的分类定义和技术标准存在一定异同。我国辅助服务分类中的一次调频、AGC 服务和备用服务与欧美电力市场中的三种频率调节服务相对应。尤其是针对调峰服务环节,国内将其定义为辅助服务的一类,而国外成熟电力市场并无对应交易品种,一般通过现货市场交易来解决系统调峰问题。
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2.2 国内实践经验
“两个细则”对各地电监局和省电监办提出具体要求,首先要结合本区特点,严格按照电监会发布的两个文件精神,制定出适合本区域的并网发电厂辅助服务和运行管理的实施细则,其次要必须获得国家电监会审核批准后再进行试行完善,最后,条件成熟后正式运行。华北区域按照“两个细则”的要求, 参与首批试点并研发了与“两个细则”相对应的并网电厂管理