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我国电网支撑可再生能源发展的实践与挑战

北极星智能电网在线  来源:电网技术杂志    2017/11/6 15:09:09  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:摘要:结合我国电网近年来运行实践,对复杂互联电网特性进行了深入分析,概括当前电网主要特点,包括:故障影响呈现全局化、电网调节能力不断下降、电网抗扰动能力持续恶化、电力系统稳定形态更加复杂。对电网支撑可再生能源发展面临形势与存在问题进行了深入思考,包括关于未来电力系统构建、提升大电网仿真能力、优化系统运行控制策略和技术支撑手段、研究解决电力电子装置大规模并网引发的新稳定问题。文章旨在为新能源高比例接入情况下电力系统运行、分析、控制等研究提供思路和方向。

关键词:特高压交流;特高压直流;可再生能源;电力电子设备;稳定计算标准;系统保护;次同步振荡;超同步振荡

0 引言

中国能源资源分布和生产力发展极不平衡,加快电源清洁发展和远距离输电,是转变我国能源发展方式、建设生态文明、服务经济社会发展的必由之路[1]。

围绕清洁能源开发布局,为实现更大范围水火互济、风光互补、大规模输送和优化配置,我国大力发展适于远距离、大容量输电的特高压交、直流输电技术[2-7]。当前,中国国家电网公司系统已实现全部电网通过交、直流互联, 2017 年底特高压运行规模将达到“八交十直”,是世界上唯一同时运行特高压交、直流的电网,特高压交直流混联、电力大规模跨区输送已成为国家电网典型特征。

伴随直流输电规模的快速增长,风电、光伏等新能源的迅猛发展,我国电源、 电网格局持续发生重大变化,电网安全运行及可再生能源大规模消纳都面临全新挑战。本文结合近年来我国电网运行实践,对大电网运行特性进行深入分析,对电网支撑可再生能源发展面临的形势与存在的问题进行深入思考,并提出相关建议。

1 电力系统发展格局的变化

1.1 电源发展格局

1) 装机规模持续增长,火电占比逐年下降。

截至 2016 年底,国家电网公司系统装机容量达 16.4 亿 kW,其中火电装机容量 10.54 亿 kW,占

比 64%。火电占比逐年下降,但仍为第一大电源。

如图 1、 2 所示。

2) 风电、光伏等新能源增长迅猛。

截至 2016 年底,新能源已成为 17 个省级电网的第二大电源,其中,冀北、甘肃、宁夏等 6 省新能源装机占本地电源比例超过 30%,未来还将进一步增长,如表 1 所示。 2017 年 5 月 3 日,国家电网公司系统日风电量 13.04 亿 kW˙h,创历史新高,多个省份风电发电量占比超过 30%,见表 2。

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