中國(guó)工程院院士 郭劍波
我國(guó)已成為風(fēng)電和光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。截至2019年年底，全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)2.09億千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)2.04億千瓦，新能源占電源總裝機(jī)的比重超過20%。預(yù)計(jì)到2050年，全國(guó)超過一半的裝機(jī)將是新能源裝機(jī)，發(fā)電量5.8萬億千瓦時(shí)，占比超過40%。
新能源具有波動(dòng)性和隨機(jī)性、低能量密度和低利用小時(shí)數(shù)等特性，新能源機(jī)組存在低抗擾性和弱支撐性的特點(diǎn)。隨著并網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，新能源電力的高效消納和系統(tǒng)安全運(yùn)行已成為亟待解決的世界性難題。
新能源裝機(jī)大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定主要有以下幾方面影響。一是新能源裝機(jī)大規(guī)模接入導(dǎo)致系統(tǒng)慣量降低，有功調(diào)節(jié)能力下降。二是受制于新能源發(fā)電擠占常規(guī)機(jī)組開機(jī)空間，系統(tǒng)短路容量下降，無功備用降低，局部電壓穩(wěn)定問題凸顯。三是新能源裝機(jī)接入使得送受端之間隨機(jī)性和不確定性增加，功角穩(wěn)定特性復(fù)雜，對(duì)安控措施提出更高要求。
國(guó)網(wǎng)西北分部在國(guó)內(nèi)率先推進(jìn)新能源場(chǎng)站的快速頻率響應(yīng)工作，完成了電網(wǎng)頻率擾動(dòng)下新能源快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)性試驗(yàn)，并具備了新能源場(chǎng)站快頻功能入網(wǎng)檢測(cè)能力，投入快頻功能的新能源場(chǎng)站規(guī)模截至今年4月已累計(jì)突破1000萬千瓦；持續(xù)推進(jìn)直流近區(qū)風(fēng)電場(chǎng)1.3倍耐高壓能力改造及認(rèn)證，有效提高了直流高功率運(yùn)行方式下近區(qū)新能源的利用效率；持續(xù)加強(qiáng)系統(tǒng)保護(hù)建設(shè)，加快二次防御體系整體升級(jí)，在保障新疆西北聯(lián)網(wǎng)通道安全穩(wěn)定的前提下，拓寬了東西電網(wǎng)潮流交換能力，提升了電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)質(zhì)效。
為實(shí)現(xiàn)我國(guó)“50%”的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，未來新能源裝機(jī)規(guī)模會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)于高比例新能源電力系統(tǒng)，必須持續(xù)加強(qiáng)系統(tǒng)特性及對(duì)新能源調(diào)節(jié)能力的研究，由重點(diǎn)研究并網(wǎng)控制向新能源組網(wǎng)研究轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)新能源機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)壓研究，增強(qiáng)其對(duì)電網(wǎng)的支撐能力，推動(dòng)新能源長(zhǎng)效健康發(fā)展。
