风光一体消纳控制方法：促进清洁能源高效利用 CNR220-535

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了风光一体消纳控制方法：促进清洁能源高效利，有效提升了作业效率与安全水平。湖北省经济持续发展，全社会用电量逐年攀升，供电压力日益增大。为应对这一挑战，湖北省积极促进新能源发展，风电和光电装机容量持续增长，清洁能源在电源结构中的比重不断提高。

然而，风电和光电的出力特性与当地年负荷特性存在明显差异。风电出力受风力资源影响，光电出力受日照强度制约，两者单独参与市场交易时，容易出现能源消耗率低、市场消纳不足的问题。如何实用利用这些清洁能源，成为亟待解决的现实课题。

针对风电和光电出力互补的特点，本项目提出一种风光一体消纳控制方法及系统，通过精确预测和捆绑交易，促进清洁能源实用利用，为电力市场消纳新能源提供技术支撑。

存在问题

• 预测精度不足。单一清洁能源预测误差较大，风电和光电分别申报时，预测曲线与实际出力偏差明显，影响市场交易准确性。
• 消纳能力有限。风电和光电出力特性与负荷特性不匹配，单独交易时市场消纳空间受限，弃风弃光风险较高。
• 交易方式单一。传统方式下风电和光电分别参与市场，缺乏捆绑交易机制，难以发挥两者出力互补优势。
• 市场出清效率低。未建立风光一体市场出清模型，日前市场出清难以兼顾风电、光电和火电机组的协调运行。
• 辅助支撑缺乏。电力交易中心制定交易规则时缺少模型算法支撑，市场成员参与竞争缺乏有效工具。

创新目标

本项目旨在提出一种风光一体消纳控制方法及系统，充分利用风电和光电之间的互补性，通过获取交易中心发布的次日负荷预测曲线、风功率预测曲线、光功率预测曲线以及风电机组、光伏机组、火电机组信息和大用户申报信息，实现风电和光电的精确预测和捆绑交易，建立风光一体市场出清模型，解决单一清洁能源交易中能源消耗率低、市场消纳不足的问题，为电力交易中心制定交易规则提供辅助支撑，为市场成员参与市场竞争提供模型算法支撑。

技术方案

该方法首先根据风电机组和光伏机组申报的预测功率及预测误差，以小时为单位，将风电电量与光电电量进行捆绑，形成风光电量。捆绑过程中，充分考虑风电和光电出力的时段差异：风力资源丰富时段风电出力大、光电出力相对较小；日照强度高时段光电出力大、风电出力可能较小。通过捆绑，两者出力特性形成互补。

然后，根据风光电量和火电机组电量，建立风光一体市场出清模型。该模型以风光电量、火电机组电量及大用户申报信息为输入，以市场出清为目标，统筹考虑风电、光电和火电机组的协调运行。最后，通过该模型实现日前市场出清，以小时为单位进行电量分配，实现风电和光电的共同消纳。

操作流程上，先获取交易中心发布的次日负荷预测曲线、风功率预测曲线、光功率预测曲线，以及风电机组、光伏机组、火电机组信息和大用户申报信息；再按小时捆绑风电电量与光电电量，形成风光电量；随后结合火电机组电量建立出清模型；最终完成日前市场出清，输出交易结果。

创新亮点

• 风光互补捆绑：充分利用风电和光电出力时段差异，将两者电量以小时为单位捆绑交易，发挥互补优势，提高消纳水平。
• 精确预测交易：基于风电机组和光伏机组申报的预测功率及预测误差，实现风电和光电的精确预测和捆绑交易，提高交易准确性。
• 市场出清模型：建立风光一体市场出清模型，统筹风光电量与火电机组电量，实现日前市场出清，解决单一清洁能源交易消纳不足问题。
• 辅助规则制定：为电力交易中心制定交易规则提供辅助支撑，为发电企业、售电公司等市场成员参与竞争提供模型算法支撑。
• 应用前景广阔：随着新能源装机容量不断增加和电力市场不断完备，该方法可推广至更广范围，促进清洁能源高效利用和电力市场健康发展。

落地应用效果

该方法在湖北省电力市场应用中取得明显效果。通过风光一体消纳控制，风电和光电的预测精度显著提高，捆绑交易机制有效缓解了单一清洁能源交易消纳不足的问题，日前市场出清效率明显提高。电力交易中心借助该方法制定交易规则，市场成员参与竞争的模型算法支撑得到加强，清洁能源利用水平大幅提高。

应用结果表明，该方法能够适应新能源装机容量持续增长和电力市场不断完备的需求，为湖北省乃至全国清洁能源发展提供了有力支持。

产出物：风光一体消纳控制方法及系统，包括预测曲线获取、电量捆绑、市场出清模型及日前市场出清流程。

适用场景：适用于风电和光电装机容量持续增长、电力市场不断完善地区的清洁能源消纳与市场交易，可为电力交易中心、发电企业、售电公司等提供技术支撑。

常见问题

Q：该方法如何解决风电和光电出力不匹配的问题？

A：该方法利用风电和光电出力时段差异，以小时为单位将风电电量与光电电量捆绑形成风光电量，通过互补特性实现共同消纳，缓解出力不匹配带来的消纳压力。

Q：风光一体市场出清模型的作用是什么？

A：该模型根据风光电量和火电机组电量建立，实现日前市场出清，以小时为单位进行电量分配，解决单一清洁能源交易中能源消耗率低、市场消纳不足的问题。

Q：该方法能为市场成员提供哪些支撑？

A：该方法可为电力交易中心制定交易规则提供辅助支撑，为发电企业、售电公司等市场成员参与市场竞争提供模型算法支撑，提升市场交易效率。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。