基于新型电力系统的负荷预测与电力平衡技术探讨

随着新型电力系统建设的推进，负荷特性变得更加复杂，负荷预测难度增大，广西同时面临资源缺乏、电源结构不够完善、新能源并网规模快速增长的现状，电网宽频振荡、系统惯量下降、电源侧出力随机波动等问题进一步凸显，电网调节能力短期内跟不上新型电力系统发展需求，造成高峰供应与低谷消纳双重挑战。

电力市场环境下，负荷预测是制定发电计划、进行市场交易的基础，在电力系统中占据重要地位。广西各类型负荷影响因素如表1示，负荷中有一半是大工业负荷，主要受经济及节假日的影响。

表1 广西各负荷类型影响因素

除上述传统负荷外，随着电动汽车等新型负荷的大力推广和多元用户互动的不断深入，新型电力系统的负荷特性更加复杂。电动汽车等柔性负荷具有时变性和随机性的特性，配网侧用户负荷具有时空分布零散、单体调节容量较小的特性，负荷的随机性、不确定性增加使得负荷预测难度增大，给电力系统电力平衡带来新的挑战，不同的负荷种类需要更有针对性和细化的负荷预测方法。

随着新能源装机不断增加，广西风电光伏装机已近30%，新能源逆调峰、波动性、无序性、协同性差等对电网安全运行造成了重大挑战，引发了系列问题：

一是供应问题。新能源波动性、偶发性大，可观、可测、可控能力差，对系统调节性能要求更高，需短时内频繁变更系统发电调度运行方式，对电网安全运行造成重大威胁，可能引发拉闸限电及电网安全事故。

二是消纳问题。新能源逆调峰特征明显，但配套储能工程严重滞后，且缺乏有效调控技术，导致低谷时段清洁能源消纳困难，存在弃水弃风电量风险。大量煤机被迫频繁启停影响电厂安全及电力供应。

三是备用及调频问题。新能源发电特性无序、爬坡能力多变，未能充分、有序纳入系统一二次备用及调频，无法充分发挥水火核储等各电源协同能力，导致系统备用紧缺、调频容量屡屡越限，严重威胁电网安全。

四是电力平衡问题。新能源出力受天气影响，无法与负荷需求实时匹配，新能源与负荷的“错峰”现象，导致在负荷高峰时段，电力平衡支撑能力较弱[]。新能源的发电特性使得在新能源大发或无出力的情况下电力系统平衡较为困难。

针对上述电力系统新型负荷特性复杂预测难度大及新能源发电带来的电力供应、电网消纳等电力平衡问题，广西电网制定了新型电力系统电力平衡多方面重点举措。

1.负荷预测方面

一是优化传统的负荷建模方法。电动汽车等柔性负荷的波动性、时变性和随机性增大了负荷模型参数的选择难度，配网侧用户负荷时空分布零散、单体调节容量较小不利于大规模负荷的动态聚合，在新型电力系统负荷变化的趋势下，改进和优化电力系统负荷建模方法。

二是模型驱动、数据驱动结合。在新型电力系统负荷背景下，负荷预测工作将模型驱动和数据驱动的方法相结合，发挥大数据、云计算等新技术之间的相互助力作用。

2.电力安全有序供应与清洁能源消纳方面

一是立足三个“确保”，持续提升供电能力。发挥火电机组运行评价机制效能，协调做好燃气电厂气源保障工作，确保电厂存煤可用天数不低于15天用电高峰期安排机组应发尽发、多发满。

二是充分发挥大平台优势，实现“供应+消纳”双保障。持续深化“气象-水情-负荷”会商机制，精准做好水情、新能源出力和负荷预测，充分发挥南网大平台优势，申请总调安排高峰时段多送电广西、低谷时段少送以及清洁能源转送广东，全力保障广西电力供应与清洁能源消纳。

三是多措并举做好有序用电准备。充分发挥“日前+日内”优化协调机制作用，完善有序用电技术支持系统，确保有序用电可观可控可测，全力确保电网安全，坚决防止拉闸限电。

3.新型电力系统建设方面

一是深入开展新能源宽频振荡风险分析及监测装置部署计划。开展220千伏、110千伏新能源汇集站点短路比分析计算，统筹短路比、区域性新能源当前及未来分布情况，综合推断广西宽频振荡风险点，对风险较大的桂林、钦州、贺州等网区19个新能源汇集站点，拟定宽频振荡监测装置部署计划，确保大规模新能源集中接入区域安全稳定运行。

二是强化新能源并网检测和仿真建设管理。组织完成新能源机电暂态、电磁暂态仿真建模参数清单及功能需求梳理，制定存量新能源厂站2022～2025年并网与仿真建模参数测试工作计划，着力提升新能源并网及仿真分析规范化水平。

三是提高新能源调度运行管理水平。以“可观可测可控”为抓手，开展省地一体化新能源综合管理平台建设，持续提升新能源预测准确率，加快新能源场站基础数据上送，逐步提高新能源数据可测和可观水平。

4.电力市场体系建设方面

一是全力以赴推动广西电力现货市场建设。持续开展广西电力现货市场建设关键问题的攻坚克难，充分考虑电力现货市场不平衡资金问题，设计合理的分摊疏导机制，兼顾市场公平和公司利益，制定完备电力现货市场配套规则体系。

二是加快建设完善辅助服务市场。加强调峰市场报价、出清、执行、结算等各关键环节的监测，开发技术支持系统市场分析功能，提高复杂数据动态监测、快速分析的技术能力。

三是不断优化特殊场景下的调频市场运营策略。针对电网“调峰+消纳”双重困难的特殊场景，制定调频市场运营的特殊情况处理原则和应急处置措施，优化日前及日内调频市场的运营策略。

四是加大市场创新科研攻关。研究新型储能设施参与广西电力辅助服务市场交易的补充实施细则，创建电源侧储能参与广西电力辅助服务市场的示范。构建新能源机组及用户侧广泛响应的无功调压的辅助服务市场机制，开展适应广西电网发电企业的容量市场机制研究。

来源：北极星电力网 作者：（广西电网电力调度控制中心）