特大型新能源基地面臨挑戰(zhàn)及未來形態(tài)演化分析

文章導讀

在推動中國新能源高質量躍升式發(fā)展背景下，大規(guī)模新能源開發(fā)、匯集和遠距離輸送成為新能源建設的重要路徑之一，特大型新能源基地成為未來的重要形態(tài)，探討針對特大型新能源基地的可能形態(tài)及其演化路徑具有重要價值。本文研判特大型新能源基地未來可能的源、網形態(tài)特征及其規(guī)劃面臨的挑戰(zhàn)，為我國特大型新能源基地近中期規(guī)劃和可靠運行提供參考。

文章亮點

1）提出了特大型新能源基地源側、網側未來形態(tài)特征。未來特大型新能源基地需具備趨近同步機的技術特征，需具備頻率、電壓、慣量等支撐能力，高/低壓穿越能力以及功率調節(jié)能力等；由于新能源電源單機容量小、電壓低，網側逐級匯集、傳輸的本質不會改變，仍分為匯集網絡和輸送網絡，但電網柔性化水平即電網對電源、負荷的適應能力應逐步提高。

2）研判了特大型新能源基地面臨的挑戰(zhàn)并提出關鍵支撐技術體系。特大型新能源基地系統強度弱、靈活性不足、源網協調運行矛盾突出，亟需規(guī)劃和運行技術的升級和強化。規(guī)劃技術方面，針對性提出源網協調規(guī)劃、靈活性專項規(guī)劃和系統強度提升措施的優(yōu)化配置技術等規(guī)劃支撐技術；運行技術方面，提出資源-氣象多源信息耦合的多時空尺度功率預測、多時間尺度協調滾動優(yōu)化調度、主動控制技術與智能運維等關鍵運行技術。

3）開展了張北特大型新能源基地源網形態(tài)演化路徑預判及關鍵支撐技術分析。2025、2028、2030年張北特大型新能源基地源側形態(tài)分別以新能源+交流同步機、構網型新能源+儲能、新能源+儲能+氫能為主，網側形態(tài)分別為交流匯集-交流送出、交流匯集-柔直送出、交直流互聯匯集及送出為主。規(guī)劃技術方面，隨著張雄特高壓擴建為“兩橫一縱”特高壓交流網絡規(guī)劃實施，將連接蒙西和蒙東新能源+火電打捆基地，其穩(wěn)定特性將發(fā)生改變，存在張北新能源基地送端系統電壓、頻率、寬頻振蕩等穩(wěn)定問題?？刹捎谜{相機+新能源主動支撐+構網型儲能+SVG等技術組合，提升“兩橫一縱”特高壓交流網絡強度和慣量支撐能力，解決新能源安全外送問題。運行技術方面，張北特大型新能源基地應引入并持續(xù)深化AI技術在提高新能源多時間尺度功率預測精度、供電保障能力和優(yōu)化調度方面的研究與應用。在新能源電站涉網控制性能、運維可靠性等方面也應利用各類數字化新技術不斷提高智能化水平。

主要內容

特大型新能源基地未來可能形態(tài)包括源側、網側形態(tài)。

圖1特大型新能源基地電源可能的形態(tài)預判

特大型新能源基地電源結構以新能源為主體，其中大量存量場站仍將以跟隨型并網方式接入系統，但將通過改進變流器并網策略、增加新型無功補償裝置、增加調相機、改進場站控制策略等方案，提高場站電壓穿越能力、一次調頻性能，提高對系統的電壓和頻率穩(wěn)定支撐能力。

圖2特大型新能源基地匯集網絡預判形態(tài)

給出特大型新能源基地匯集網絡未來可能的4種形態(tài)。

圖3特大型新能源輸送電網預判形態(tài)

給出特大型新能源基地輸送網絡未來可能的4種形態(tài)。

圖4特大型新能源基地系統規(guī)劃關鍵支撐技術

特大型新能源基地系統規(guī)劃關鍵支撐技術包括源網協調規(guī)劃技術、靈活性資源規(guī)劃技術和系統強度校核提升規(guī)劃技術。

圖5特大型新能源基地運行場景關鍵支撐技術

特大型新能源基地運行場景關鍵支撐技術包括資源-氣象多源信息耦合的多時空尺度功率預測、多時間尺度協調滾動優(yōu)化調度、主動控制技術與智能運維技術等。

圖6張北特大型新能源基地形態(tài)演化及關鍵支撐技術

以張北特大型新能源匯集區(qū)為例，結合其資源稟賦分析新能源基地現狀并研判未來源網形態(tài)發(fā)展趨勢，并提出支撐張北特大型新能源基地發(fā)展的關鍵支撐技術體系。

審核編輯 ：李倩