2月7日，江蘇多地出現大到暴雪，對新能源發電產生較大影響。國網江蘇省電力有限公司電力調度控制中心根據該公司自主研發的新能源發電數據中心系統平臺中往年同時期、同等氣候條件下新能源出力情況，預測近期風電、太陽能發電出力，進行科學調度，保證最大程度消納新能源。
截至2021年年底，江蘇新能源發電裝機容量已達4150.3萬千瓦，全年累計消納新能源發電611億千瓦時，裝機規模、消納水平均居全國前列。國網江蘇電力依托所屬科研生產單位——江蘇方天電力技術有限公司（以下簡稱方天公司），在軟件系統開發、硬件裝備研發等方面創新攻關，助力新能源機組安全運行和新能源高效利用。
新設備助風電機組安全運行
1月23日8時50分，江蘇風電出力再創歷史新高，達1892.2萬千瓦，占同時刻全省用電負荷的24.3%、發電出力的28.2%。
近年來，江蘇風電出力占比持續提升，風電機組的安全運行對電網穩定運行至關重要。風電機組中有一個關鍵部件——螺栓，承擔著將塔筒、葉片、機艙等部件連接為整體的功能，在一臺風電機組中有700～1000根。在風機運行過程中，螺栓受到機組振動、沖擊、扭轉等作用，極易松動、變形甚至斷裂，直接影響整臺風電機組的安全運行。
開展在役風電機組螺栓檢測有助于解決這一問題。然而，傳統螺栓檢測采用脈沖反射A型超聲技術，需要將螺栓整體拆卸后實施。因拆卸在運風電機組葉片等部件不方便，螺栓檢測往往不夠及時，檢測結果也不直觀，缺陷判定易受主觀影響。
為了解決這個問題，2021年6月起，方天公司結合多年來服務電廠、電網企業開展金屬技術監督工作的經驗，將輸變電工程金屬檢測中常用的B超技術應用于風電螺栓檢測，研發了螺栓相控陣檢測儀和螺栓專用檢測頭。
2021年9月27日，螺栓相控陣檢測儀和螺栓專用檢測頭在鹽城濱海風電場投入使用。檢測人員將涂了耦合劑的專用探頭放置在螺栓頂部后，在儀器屏幕上就看到了掃描圖像，缺陷位置、尺寸一目了然，實現了在役風機螺栓不拆卸檢測。應用新的檢測設備后，單根螺栓檢測時長由原來A型超聲所需的3到5分鐘縮短到3到5秒。
“今后，我們計劃在海上風電、綜合能源試點站建設等領域持續推廣這項技術。”方天公司檢測實驗中心副主任馬君鵬說。
創新調試手段服務海上風電并網
近年來，江蘇海上風電發展迅速，截至2021年年底，接入江蘇電網的海上風電集群規模超過1000萬千瓦。作為江蘇省內海上風電調試的主力軍，方天公司全年承擔了13個海上風電技術服務項目，項目總容量占江蘇省全年新建海上風電裝機容量的84%。
2021年下半年，三峽—中廣核如東±400千伏柔性直流海上風電示范工程并網節點即將到來。如果能在海陸通道建設時同步開展并網調試，將極大縮短項目并網周期。
“傳統海上風電的并網調試是接入電網獲得啟動電源。但是，柔直工程采用直流輸送方式，電網的交流電不能直接成為調試啟動電源。”牽頭負責此次調試工作的方天公司電氣技術中心主任袁超介紹。
為了解決這個問題，技術團隊提出了兩種方案，一是在岸上安裝大容量直流電源，二是由機組在海上自啟動開展調試。第一種方案由于投資、技術等原因不具備可行性。第二種方案在業界處于空白，但也成了當時的唯一方案。
技術團隊提出了一種基于“黑啟動”試驗的海上風電并網調試技術。“現場情況與我們2017年在鹽城陸上風電場開展的風電‘黑啟動’試驗很相似，相關的經驗是可以在海上風電調試中再次實踐的。”袁超說。
海上風電“黑啟動”更加復雜。作業條件惡劣、沒有穩定平臺、風機單機容量大、海纜充電電容大等都對“黑啟動”提出了更高要求。技術團隊突破常規，在海上搭建了由柴油發電機、風機、可變負載裝置、直流海纜等組成的微系統，并通過實時動態調整保持電壓、功率穩定，帶動風機從負荷變為電源，實現海上風機群自供電，將以往的調試啟動“電從網上來”轉變為“電從海上來”，將項目并網周期縮短了半年。
開發數據平臺精準預測新能源出力
除了在基建調試、在運檢測等環節創新攻關外，更好地監測新能源發電情況，實現出力精準預測、新能源精益化管理也是國網江蘇電力促進新能源消納的重要舉措。
2016年年底，國網江蘇電力委托方天公司研發新能源發電數據中心系統平臺。平臺于2018年5月正式投運，可實現全省新能源發電運行狀態實時監測、故障告警、功率預測、電能質量監測等功能，近年來在新能源出力預測、發電管理等工作中發揮了作用。
與火電等傳統電源相比，新能源發電受氣候等外部因素影響較大。隨著新能源裝機容量、發電出力占比的不斷提高，電網調度對新能源出力預測準確性的要求也越來越高。2021年，為進一步提高平臺預測準確性，項目團隊開發了相似日智能選擇功能。該功能利用人工智能技術，通過灰色關聯度、歐幾里得距離等指標挖掘近5年來的風電、光伏發電運行規律，綜合氣象及各類型發電機組運行特性，智能選取未來出力相似日，為新能源出力預測提供重要參考。
2021年12月16～17日，江蘇受強冷空氣影響，局部地區平均風速超過10米/秒，全省風電最大出力達到1497.2萬千瓦。在寒潮來臨前，國網江蘇電力調控中心結合相似日智能選擇功能，對新能源出力進行了精準預測、科學調度，預測精準度達到94.6%，實現了寒潮期間新能源發電全消納。
“我們又進一步拓展接入了低壓分布式光伏運行數據，實現光伏發電全口徑覆蓋，1分鐘采集1次新能源場站數據，確保全省新能源場站運行狀態全監視、全預測。”系統開發負責人祝永晉介紹。
截至2021年年底，江蘇新能源發電數據中心已接入統調風電場155座、統調光伏電站39座、非統調光伏電站1250座、低壓分布式光伏17萬余戶，總接入新能源裝機容量達4000余萬千瓦。
