促进宁夏大规模新能源开发的电网构建关键技术及应用

来自 搜狐网 的图片

促进宁夏大规模新能源开发的电网构建关键技术及应用为更好的落实宁夏能源战略和节能减排、大气污染防治措施，全力支持和服务新能源发展。持续深化电网规划研究，加快推进新能源相关项目建设，优化调度运行保证新能源优先消纳，积极拓展消纳空间，不断提升新能源并网消纳水平。国网宁夏电力有限公司经济技术研究院与国网经济技术研究院、国网新疆电力有限公司经济技术研究院、华北电力大学一起开展相关自主研究。

目录

项目简介

项目从大规模新能源集中接入带来的关键问题着手，以提高新能源消纳能力和电网安全为目标，从大规模新能源开发规模和时序，大型能源基地功率汇集电网拓扑结构，适应大规模新能源开发的主网架规划方法，大型新能源基地汇集电网有功/无功控制等方面开展了研究，覆盖新能源的开发容量和开发时序优化，消纳评估、汇集和接入，主网架构建、运行和控制等关键技术问题，为新能源大规模开发提供了技术支撑体系。 本项目在综合研究国内外同类研究成果的基础上，大胆提出创新，并通过大量计算仿真进行验证，经华北电力科学研究院、中国科学院兰州文献情报中心成果鉴定，整体达国际先进水平，部分达到国际领先水平。

主要创新点包括以下几点

1、在新能源开发和消纳能力计算方面，首次提出了风电可信容量的解析化模型，利用该模型从宏观统计角度与微观时序角度分别揭示了风电可信容量的影响因素，根据研究的风电可信容量解析化模型及风电容量可信度评估方法，提出了基于风电容量可信度的风电时序开发评估模型，模型采用序优化技术求解风电场时序开发模型。构建了考虑多种电源运行特性、网架约束、环境效益的多目标、多形态电源优化协调策略模型，满足多形态电源运行模拟需求，反映电网实际运行情况。

2、在功率汇集方案选定方法中不同于目前国内外大多采用厂群等值分析大规模新能源运行特性，本项目率先从不同灰机拓扑运行特性进行分析，提出三种典型汇集拓扑模式，及其与新能源基地耦合的时空差异性、稳态无功电压特性及暂态响应特性，全面、深入的分析了新能源基地不同汇集方案的运行特性。同时制定汇集系统评估指标，建立涵盖可靠性、经济性、技术性三个方面的指标体系，有效解决目前国内外缺少针对新能源基地汇集拓扑的评估体系和方法的不足。

3、首次采用考虑大规模新能源集中接入的输电网双层规划方法，其中输电网双层规划模型针对源网荷不确定性，构建双层规划模型，上层以全寿命周期成本最优、下层以最小切负荷期望为目标，迭代寻优，将源网荷不确定性和电网规划全寿命周期成本统筹考虑，达到经济性和技术性最优，解决了同类研究成果中单一考虑新能源极端出力场景进行校验的不足。

4、不同于国内外同类研究成果只考虑常规机组的暂态切机措施，本项目构建了平衡暂态首摆稳定性与抑制线路功率振荡冲突的双目标加权模糊的切机模型，优化风火切机配比，实现暂态稳定控制效果最优化。针对目前研究中缺少对新能源连锁脱网特性的深入分析，本项目基于新能源基地连锁脱网特性，构建故障下新能源无功出力紧急控制策略模型，兼顾“低穿、高电压耐受”能力，提高新能源基地故障下持续并网能力。

项目发表论文24篇（其中SCI 6篇，EI 10篇），授权发明专利11项，登记软件著作权4项，编制国家电网公司企业标准2项。项目提出的技术方法具有较强的创新性、实用性。研究提出了宁浙直流送端新能源与火电打捆外送的方案，配套新能源 600 万千瓦，相关结论得到国家能源局采纳;2016 年以来，宁夏电网弃风弃光率从 2015 年的 13.32%、8.15%分别减少到2017 年的 4.77%、6.4%，减少大量煤耗污染，为宁夏回族自治区打好蓝天保卫战提供有力支撑。

宁夏回族自治区发改委应用项目提出的电网构建关键技术和方法，为宁夏回族自治区新能源发展提出了多项科学合理的政策建议，有力促进宁夏地区新能源可持续发展，为自治区推动能源结构转型升级提供了重要支撑。具体成果指导了宁夏新能源基地开发建设及“十三五”电力规划，为合理控制新能源开发建设进度，为宁夏地区新能源有效消纳做出了重大贡献。

国网新疆电力有限公司经济技术研究院、国网宁夏宁电电力设计有限公司应用项目研究的考虑风电容量效益和电量效益的风电开发时序优化模型、考虑接入点和接入容量优化的大规模新能源电源优化配制方法、新能源基地功率汇集系统评估方法，先后完成数十项新能源相关的咨询、设计项目，为新疆经研院带来一定的新增利润。 四是北京京能新能源有限公司宁夏分公司、华能宁夏能源有限公司应用考虑接入点和接入容量优化方法、大规模新能源电源优化配置方法，先后完成总计21 万风电、光伏的新增装机，促进风力、光伏发电科学接入、有效并网，大幅提高企业收益。