新能源的電力調度分析

王德強

（建投承德熱電有限責任公司， 河北 承德 067000）

0 引言

為實現碳中和碳達峰的目標，電力是主力軍，以新能源為主體的新型電力系統加快構建，現如今，我國風電、太陽能發電、水力發電裝機量快速增長，據不完全統計風電的裝機量3.8 億kW，太陽能并網發電4.5 億kW，水利并網發電4.2 億kW，2023 年7 月投產了世界單體容量最大的鹽光互補光伏項目華電海晶光伏電站，由此可以得知我國對新能源發電的投入力度之大，發電量占據電力行業的半壁江山，新能源的合理調度能更大地發揮電力的分配和利用率，對新能源的調度分析有著重要的意義，本文旨在探討基于新能源的電力經濟調度分析，以期提高電力經濟效益并減少環境污染。

1 新能源的特點

相比于傳統能源的集中供應模式，新能源可以在各個地區相對集中地分布，因此可以避免輸電損耗和地理限制。比如在海洋、沙漠等無人區。這為電力經濟調度帶來了更多的靈活性和選擇性，可以根據地區的需求和資源情況進行合理的電力分配和調度。新能源電力的缺點也比較明顯，建設成本較高，具有隨機性、波動性、不穩定性等。故堅持新能源的優先合理調度尤為重要。

電力調度是電力系統運行的核心樞紐，指導協調電網的安全穩定運行，新能源電力調度的優化要比儲能更重要，調度優化由人工預測轉化為數字化平臺，能做到更精準，數據可視化成為高效決策的重要支撐，虛擬電廠應運而生，通過能源互聯網技術將零散能源、閑置能源電力資源聚合起來，優化控制參與電網運行，實現電力在AI（人工智能）的指導下和算法的指導下形成自然流動的，解決能源的消耗和匹配問題。

2 基于電力經濟新能源調度分析意義

2.1 降低能源成本

傳統能源的市場價格受多個因素的影響，而新能源的成本較高，這使得電力經濟調度變得尤為重要，對新能源的電力經濟調度進行分析，可以有效控制供需關系，合理調配不同能源的使用，從而增強能源的利用范圍。

2.2 環境保護

傳統能源的使用不僅會導致資源浪費，還會產生大量的污染物排放，對環境造成嚴重的破壞，而新能源的開發和利用與環境友好密切相關，對新能源的電力經濟調度的分析，可以推動可再生能源的大規模利用，并促進生態環境保持平衡。

2.3 推動能源產業的發展

新能源企業在電力經濟調度中的參與度日益增加，具備了一定的產業優勢。通過對新能源的電力經濟調度進行分析，可以提供決策支持，為新能源產業的發展提供指導，同時，新能源的電力經濟調度分析也可以為能源企業提供創新思路和業務拓展機會，推動能源產業的向縱深發展。

3 基于實證研究的新能源調度分析

3.1 供需不平衡問題及對策

供需不平衡問題原因包括：

1）新能源發電的不穩定性：風能和太陽能發電受到自然因素的限制，如天氣變化、日出日落等，導致電力的波動性增加，進而導致供電不足；

2）新能源發電規模較小，難以達到傳統能源發電的規模和穩定性；

3）新能源發電技術的成本較高，造成電價的上升，使得電力需求不足的情況更為嚴重。

為了解決供需不平衡問題，通過儲存多余的電力來應對供電不足的情況，并將風能和太陽能發電與傳統火電進行協調，實現能源互補，降低供需不平衡的風險。同時，推動智能電網的建設，通過電力調度和管理，更好地協調供需關系，同時，政府需制定相關政策，鼓勵和引導消費者節約用電，降低對電力的需求。

3.2 調度效率低下問題及對策

與傳統的化石能源相比，新能源的發電量受到天氣、季節等因素的影響，存在較大的波動性。因此，在進行電力經濟調度分析時，需要對新能源發電量的波動進行準確的預測和調整，否則會造成調度效率低下；而在以往的電力經濟調度分析中，主要采用傳統能源的調度方法，無法完全適應新能源的特點，因此，就要求在設計調度系統時，需針對新能源的特點進行合理地調整和優化，提高調度效率[2]?？刹捎孟冗M設備實現精準調度，如采用北斗定位可以通過收集并分析大量的氣象數據、天氣模擬模型等信息，來提高對新能源發電量波動的準確度，這樣，在進行調度分析時，就可以更好地預測和調整新能源的發電量，并提高調度的精確性和效率。此外，還需優化和調整算法，提高調度系統的適應性和效率，如采用基于智能算法的調度優化方法，結合具體的新能源特點，制定相應的調度策略，提高調度效率，并通過與市場交易系統、能源儲存系統等的有效連接和協同，可以提高新能源的靈活性，進一步提高電力經濟調度分析的效率。

4 案例分析

4.1 案例一

A 地區由于新能源發電裝置的增加和能源消耗的增長，電力經濟調度成為一個重要的問題，A 地區有多個新能源發電站點，包括風能和太陽能發電站，以下是新能源發電站點的能源產量和單位成本數據見表1、表2。

表1 風能發電站點

表2 太陽能發電站點

基于以上數據可以進行電力經濟調度的分析，其間需先計算每個站點的產能利用率，即站點實際產量與最大產能的比值。然后，根據單位成本選擇產能利用率最高的站點組合來滿足電力需求，并實現經濟效益最大化。

通過計算可以得到以下結果：

1）風能發電站點的產能利用率：站點1 為500/600= 0.83；站點2 為400/600=0.67；站點3 為600/600=1.00。

2）太陽能發電站點的產能利用率：站點1 為300/400= 0.75；站點2 為200/400=0.50；站點3 為400/400=1.00，根據這些數據結果，需選擇風能發電站點3 和太陽能發電站點1 來滿足電力需求，因為該站點組合的單位成本為0.3 元/MWh（風能發電站點3）+0.4 元/MWh（太陽能發電站點1）=0.7 元/MWh，與其他組合相比，這個站點組合具有最低的單位成本，可以實現經濟效益最大化。

4.2 案例二

B 地區的電力系統主要依賴于太陽能和風能，且有一個充足的儲能系統，其呈現高峰時段的電力需求較高、非高峰時段需求較低的特點，同時，這個地區的電力系統還與外部網絡相互連接，可以進行電力交換。

4.2.1 關鍵數據分析

1）太陽能和風能發電量的波動性：根據歷史數據，分析太陽能和風能發電量的日變化規律，得出發電量與時間的關系曲線；

2）儲能系統的容量和效率：確定儲能系統的容量，以及充電和放電的效率，即儲能系統的電能轉換效率；

3）外部網絡的電力交換：分析外部網絡電力供應的可靠性和價格，以確定是否需要進行電力交換。以下數據用于展示太陽能和風能發電量的波動性，儲能系統的容量和效率，以及外部網絡的電力交換情況。具體見表3。

表3 各時段發電量、儲能系統容量、充放電效率及外部網絡的電力交換量

表3 提供了一天內各個時間段的發電量、儲能系統容量、充放電效率以及外部網絡的電力交換量的數據。這些數據將有助于進行電力經濟調度的分析和決策。

4.2.2 調度策略

1）在高峰時段，電力需求大，此時可以確保儲能系統充滿電，并盡可能地利用太陽能和風能發電，如果太陽能和風能發電量不足，可通過外部網絡進行電力交換。

2）在非高峰時段，電力需求低，此時可以利用太陽能和風能發電滿足需求，并將多余的電力存儲到儲能系統中。如此，可以進一步降低對傳統電力的依賴，提高新能源利用率，從而降低能源成本和減少碳排放，并提升經濟效益。

5 結語

本文基于新能源背景下，對電力經濟調度進行分析，探討了新能源運用的意義，并對相關問題和對策進行闡述，如此，提高了經濟效益，并推動了新能源的發展、提高了電力經濟的水平。