筑牢新能源电网的安全屏障

筑牢新能源电网的安全屏障

曹剑，曹僚，雷升奎

榆林电力投资有限责任公司

陕西久益电力工程有限公司榆林分公司

榆林电力投资有限责任公司719000

摘要：在以新能源为主体的新型电力系统构建进程中，新能源的发展备受关注，装机规模将快速提升，新能源在区域电网的渗透越来越广泛；而区域电网发展往往以满足区域负荷增长为主，新能源高渗透消纳考虑不足。常规的“网随荷动”模式势必会带来新能源与区域电网发展不协调性问题，开展相关协调性诊断分析十分必要。

关键词：新能源；电网；安全屏障；

引言

新能源消纳是指新能源的资源受网容量、常规电源装机和负荷水平的影响，在电力系统安全稳定运行的约束下具有多少发电量的问题。但电力系统调峰能力弱、供电能力增长慢，使新能源电力消纳受限，也无法充分利用新能源。因此，电网必须提高自身的调峰能力，平衡发电与供电的机制，充分为电力系统的稳定运行、新能源的快速发展提供支持，构建规范完善的电网监管体系，从而为发展国家的科学与实现“碳中和”目标作出贡献。

1新能源与区域电网协调发展现状

现行新能源以风电、光伏为主，在风光资源禀赋丰富的区域，新能源布局发展势头良好，集中式风光并网、分布式光伏、全县光伏等项目纷纷上马。新能源上网通常依据装机规模就近并入合适电压等级进行消纳，但随着装机规模逐步扩大，区域电网发展与之不协调，导致出现消纳卡口，区域电网发展走向新能源“消纳红区”，反过来制约新能源发展，导致出现新能源发展停滞等待期。此外，现行区域电网发展以满足负荷增长为导向，引导新能源协调发展以及应对新能源高渗透准备不足。

2建立新能源电网的安全屏障

2.1加快建设全国统一电力市场，支撑低碳转型促进供需平衡

2021年11月24日，中央全面深化改革委员会第二十二次会议审议通过了《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》。会议指出，要健全多层次统一电力市场体系，加快建设国家电力市场，规范统一的交易规则和技术标准，推动形成多元竞争的电力市场格局。要推进适应能源结构转型的电力市场机制建设，有序推动新能源参与市场交易，科学指导电力规划和有效投资，发挥电力市场对能源清洁低碳转型的支撑作用。我国资源同能源的需求逆向分布的态势，客观上需要大范围优化资源的配置。分区域看，东部地区的经济相对发达，所以能源的需求量较大，但资源相对贫乏；中西部地区经济总量相对较小，但水、风和光的资源丰富。对于风、光、水等可再生资源来说，建设电力现货市场是落实国家电力体制改革和能源战略转型的要求，电力现货交易机制将扫清新能源发展障碍。由于电力现货市场是一种短时和即时市场，能够实时兼容新能源发电的波动性、随机性，有利于扩大新能源电力的消纳空间，保证以风、电、光为主的新能源电力在电力现货市场获得更多的交易份额。

2.2加强作业现场安全管控

严格落实生产现场作业风险管控重点措施，深化检修现场安全管控，按照分层分级原则，加强作业现场勘察、“三措一案”审查、风险分析，强化重点作业现场督查、交叉互查、“四不两直”检查，加强四个异动管理，强化“小、散、临”作业管控，确保作业安全。开展特高压年检现场观摩交流活动，提高各单位检修现场安全管控水平。统筹配网工程、技改大修、检修预试和缺陷处理等检修施工，以综合检修压减“小、散、临”作业数量，降低现场作业风险。严格落实防疫措施，确保员工身心健康。

2.3新能源与区域电网协调发展

新能源与区域电网协调发展是新能源发挥主动支撑、电网实现承载消纳的有机结合，是推进新型电力系统构建的关键举措。本文重点从发展速度协调性、发展规模协调性两个方面，对新能源与区域电网发展协调性进行诊断。发展速度协调性方面，重点分析新能源装机年均增长率，对比区域电网负荷、电量、变配电容量增长以及线路增长情况，指导区域电网发展时序。发展规模协调性方面，重点开展分区分层容载比、容发比分析，对比最新配电网规划相关技术导则，指导区域电网发展规模。

2.4加强技术创新，集中解决新能源电力系统问题

新能源发电技术在能源转型过程中担任重要角色，发电成本与价格的高昂要求我们必须加强技术创新，借此提升发电的利用小时数，提升发电水平，降低度电成本。当前新能源电力系统的稳定性与波动性严重影响了新能源并网，所以需要强化电网建设的革新，改革电网系统，使其越来越智能，以此提升电网系统的资源调配水平。同时还应及时转变建设观念，充分借助氢能与储能的技术，以此消除能源储存的制约问题，针对新能源储存问题，应确保储能方案的科学合理，以此促进技术创新与成本的降低，提升新能源储能建设的性价比和此项目的经济效益。为应对新能源大幅度波动给电力供应带来的风险，必须储备一批常规电源，宁可备而不用，不可用时无备。在现阶段，人工智能、物联网与大数据的迅猛发展与应用，为我国新能源建设的管控系统提供了新的发展路径，深度挖掘需求侧潜力，从而促进“荷随源动、源荷互动”的实现。

2.5基于接入系统强度量化评估的新能源优化方案

首先，引入SCＲ作为电网稳定水平与新能源场站的量化关系评估指标;其次，推导出各新能源场站的综合灵敏度，揭示新能源机组功率变化对系统稳定水平的影响;然后，提出基于等SCＲ灵敏度的发电功率优化分配方法;最后，通过实际电网系统验证了该方法的可行性和相较于按装机容量分配方法的优越性。文中为高比例新能源接入系统发电优化调度提供了全新思路，有助于更加全面地评估系统发电极限，优化分配方案。考虑新能源场站发电公平性，下一步将增加考虑不同新能源场站限电率差异性的约束指标，即在确定最优分配方案的同时考虑不同新能源场站的限电率差异应不大于一固定值，以避免出现三公调度问题，但针对SCＲ差异较大的新能源场站应允许其在限电率方面保留一定差异，以提高其加装小型调相机提升电网强度的积极性。

2.6提升涉网性能与电网系统的可靠性

现阶段为保证新能源从补充电源向主力电源的顺利过渡，需要尽快提升自身作为主力电源的技术性能。要先提高涉网的性能，新能源发电机组的建设不能仅注重发电的效率，还需提升发电品质、可控性与友好性。从电力系统的原理来看，新能源端配置储能置于负荷侧能够促进系统调节能力与供电可靠性的提升；而从风电与光伏发电基地的角度来看，储能配置可以提高电力系统的经济效能与稳定性。并且，在新能源消纳水平提升的背景下，应重新审视新能源与电网系统连接设计的需求与原则，加强对电网系统可靠性与电网工程经济性的建设与提升。若新能源配置到一定比例的储能，对新能源储能的配置方式需要根据实际状况与需求进行探究，以此促进新能源电力消纳水平的提升。

结束语

“随着新能源行业的快速发展，电网电源结构发生深刻变化，传统的仿真技术出现仿不了、仿不准、仿不快的问题。”对于新能源仿真技术来说，技术创新没有尽头。只有不断在提高精度、扩大规模、应用实用的路上探索追求，才能提升新能源机组仿真认识，从而保障电网安全稳定运行。

参考文献

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