进入“十三五”以来，我国新能源装机持续快速发展，但也面临着区域发展不均衡等问题。为准确有效地贯彻执行新能源优先调度，提前评估电力系统新能源消纳能力，准确定位消纳瓶颈，中国电力科学研究院研发了新能源消纳能力协同计算平台(以下简称“协同计算平台”)，旨在分析新能源发电对电网运行影响、优化运行方式和新能源装机时序，为电网调度运行和政府出台相关政策提供科学依据。
装机增长叠加消费放缓
新能源消纳仍面临较大压力
数据显示，截至2019年底，我国风电、光伏发电并网装机容量突破4.1亿千瓦，占电源总装机的比例超过21%。风电与光伏总装机容量超过1000万千瓦的省份已占到全国的一半以上。
“我国新能源发展速度非常快，由于缺乏科学的新能源消纳能力分析评估手段，难以量化分析已有的电网运行方式对新能源消纳产生的影响，难以对并网时序、电网检修、常规电源运行等环节进行优化，影响新能源消纳水平的进一步提升。”中国电力科学研究院首席专家刘纯表示。
以新疆为例，作为西北地区典型的新能源资源大省，国内重要的能源供应和储备基地，风能、太阳能储量丰富。但由于新能源装机连续数年出现“井喷式”增长，本地电力消纳市场有限，新疆成为弃风弃光重灾区，新能源企业遭受大面积亏损，成为社会各方关注的焦点。
依托数据平台
深化运行消纳分析
2020年是实现《清洁能源消纳行动计划(2018-2020)》目标的“收官之年”，同时也将迎来新能源“平价时代”到来前的“抢装潮”。在新能源装机占比进一步提升、用电增长持续放缓的大背景下，如何保持新能源高质量发展成为业界关注的话题。
针对新能源消纳难题，中国电力科学研究院研发的协同计算平台，基于新能源时序生产模拟仿真模型，可实现新能源出力序列随机模拟、新能源消纳能力时序生产模拟和案例批量计算等功能，可用于分析新能源并网对电网运行的影响、新能源优化布局开发等问题。协同计算平台还通过国家电网调度数据网信息管理大区泛在互连，实现国-分-省(国家电力调度中心-调控分中心-各省电力调控中心)数据共享、数据远程同步管理以及计算结果远程校验。
“协同计算平台已成功应用到国家电网公司国调中心、华北分中心、东北分中心、西北分中心，山西、吉林、蒙东、青海、宁夏、湖南等19个省级电网，可较为准确地评估新能源消纳能力，有效助力调度部门优化运行方式。”中国电力科学研究院新能源研究中心调度室主任黄越辉介绍，目前，协同计算平台的底层系统——新能源生产模拟系统，已通过中国电力企业联合会组织的产品鉴定，认为新能源生产模拟系统中风电/光伏发电时间序列建模、时序生产模拟方面达到国际领先水平。
国家电力调度控制中心水新处相关负责人表示：“通过新能源消纳能力协同计算平台的统一建设，首次实现各省新能源消纳情况回溯及对未来2-3年新能源消纳情况的测算，有利于准确分析各省新能源消纳瓶颈，对症施策。此外，协同计算平台中‘国-分-省’三级协同互联消纳能力计算管理模式，可以实现硬件分布式部署、任务分层级实时下达、数据及计算结果统一管理，兼顾流程规范性与计算效率，精准挖掘提升新能源消纳水平的各项措施，有效助力电网优化运行。”
技术引领
为新能源发展提供科学规划
目前，在国家电力调度控制中心的组织下，中国电力科学研究院与各省级电网调度运行人员一起，利用协同计算平台开展新能源消纳能力量化分析计算，指明新能源消纳能力提升的具体努力方向。
“利用协同计算平台对重点地区的新能源消纳能力开展全方位评估，量化分析阻碍新能源消纳的关键因素，提出火电机组深度调峰、扩大新能源省间交易规模、旋转备用共享等具体措施。并向政府部门提出引导新能源装机有序并网，新能源新增装机逐步向中东南部地区转移等建议。” 黄越辉表示，政府部门高度重视并落实出台了风电/光伏发电投资监测预警政策，对风光红色预警区域，停止并网申请，仅允许平价和扶贫项目并网。在国家政策的引导下，新疆、甘肃等消纳矛盾突出的地区积极努力，采取一系列举措持续提升新能源消纳水平，消纳水平显著提高。2017年至2019年，我国风电和光伏发电利用率逐年提升，新能源消纳矛盾得到明显缓解。
“由于影响新能源消纳的因素众多，各因素之间又互相影响，而大数据的核心价值就在于揭示事物之间相关性，利用大数据挖掘可以有效量化各影响因素之间关联关系。” 黄越辉强调。
“未来，协同计算平台将在现有基础上，结合电网调度运行需求不断优化分析计算模型，满足未来分布式电源、储能、需求侧响应的大规模发展需求。” 黄越辉表示。
此外，业内专家告诉记者，协同计算平台的建立将结合大数据、云计算等前沿技术，不断提升新能源消纳能力分析计算的便捷性与效率。依托电网调控云，建立准确、全面、智能的新能源消纳计算分析体系，实现“月度回溯，季度滚动，年度评估”，为电力调控部门提前预估电网新能源消纳空间、优化年度运行方式安排等关键环节提供强有力的技术支撑，为政府相关部门统筹新能源开发、输送、利用等各环节提供科学的分析工具，助力新能源健康有序发展。
