編制說明指出，隨著特高壓電網(wǎng)的發(fā)展和新能源大規(guī)模持續(xù)并網(wǎng)，特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)逐步形成，系統(tǒng)容量持續(xù)擴大，新能源裝機不斷增加，電網(wǎng)格局與電源結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變，電網(wǎng)特性也發(fā)生深刻變化，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來了全新挑戰(zhàn)。
對于電力系統(tǒng)而言，安全是其最大的約束，未來更大的挑戰(zhàn)或許在于如何找到安全與經(jīng)濟之間的平衡點。
第二大電源
今年8月，華東能監(jiān)局針對區(qū)域內(nèi)分布式光伏開展了專項核查整改工作。
華東能監(jiān)局公布的信息顯示，國網(wǎng)華東分部此前曾對區(qū)域內(nèi)新能源頻率電壓涉網(wǎng)保護配置進行專項調(diào)研，調(diào)研發(fā)現(xiàn)華東區(qū)域內(nèi)1200萬千瓦分布式光伏項目執(zhí)行的涉網(wǎng)頻率技術(shù)標準偏低，在華東電網(wǎng)發(fā)生因大容量直流閉鎖造成的主網(wǎng)頻率大幅度波動情況下，有可能引發(fā)分布式光伏大規(guī)模脫網(wǎng)，進一步加劇電網(wǎng)運行風險。
目前華東電力安委會已經(jīng)制定了相關(guān)標準，要求相關(guān)主體在明年年中前完成通過35千伏及以下電壓等級接入電網(wǎng)的分布式光伏項目的核查整改工作。
華東電網(wǎng)是分布式光伏裝機最集中的地區(qū)，截至今年上半年，華東電網(wǎng)光伏裝機容量已經(jīng)達到4052萬千瓦，其中分布式光伏裝機容量為2102萬千瓦，占比51.9%。
有業(yè)內(nèi)人士表示，分布式光伏耐頻性能很低，當電網(wǎng)頻率跌落時，分布式光伏會首先脫網(wǎng)，而且分布式光伏是無序的跳閘停機，很難準確預(yù)測其反應(yīng)程度，這會進一步增加功率缺額。
光伏業(yè)內(nèi)人士分析認為，由于去年的光伏“搶裝潮”，一線品牌的供貨普遍緊張，一些項目為了追求收益率不得不降低標準，搶裝難以避免地會出現(xiàn)質(zhì)量問題。
根據(jù)《國家電網(wǎng)報》報道，在國網(wǎng)華東分部2019年迎峰度夏安全生產(chǎn)工作會議上，國網(wǎng)華東分部表示，華東電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)新能源裝機規(guī)模快速增長，消納壓力和調(diào)峰難度增大;區(qū)外直流和新能源進一步置換常規(guī)電源，頻率穩(wěn)定風險加大。
風電和光伏已經(jīng)成為全國第二大發(fā)電電源。中電聯(lián)公布的2019年1—8月份電力工業(yè)運行簡況顯示，截至8月底，全國6000千瓦及以上電廠裝機容量18.5億千瓦，其中風電、光伏的裝機容量為3.4億千瓦，占比18.38%，僅次于煤電裝機占比。
但相比于煤電、氣電，風電和光伏發(fā)電的能量密度偏低。今年上半年，風電和光伏發(fā)電裝機容量占全國電力裝機的比重為17.9%，但發(fā)電量占比只有9.5%。這意味著未來新能源裝機需要保持高速增長，才能滿足全社會對清潔電量的需求，實現(xiàn)2020年、2030年非化石能源占一次能源消費比重15%、20%的目標。
上述業(yè)內(nèi)人士認為，未來新能源的定位將是主力能源而非替代能源，所以應(yīng)該對新能源提出更高的要求，承擔與之地位相匹配的責任和義務(wù)，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。
合理分攤系統(tǒng)安全成本
根據(jù)導(dǎo)則，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性指的是受到事故擾動后保持穩(wěn)定運行的能力，分為電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定和功角穩(wěn)定。
由于電力系統(tǒng)是發(fā)輸配用瞬時性完成的，需要保持源端與荷端的一致性。上述業(yè)內(nèi)人士認為新能源應(yīng)該提高有功和無功預(yù)測的準確率，這樣才能通過大電網(wǎng)的調(diào)配、交易去平抑新能源發(fā)電的波動性和不確定性。
對于大規(guī)模接受外來電的受端省份，調(diào)峰壓力與日俱增。
雖然國內(nèi)也在通過挖掘火電調(diào)峰深度、提高靈活調(diào)節(jié)電源比例來解決調(diào)峰問題，“但只有預(yù)測準才能組織煤電去調(diào)峰，否則只能配大量的儲能和抽蓄電站，隨時跟著走。”
此外，風電機組、光伏逆變器等設(shè)備本身也需要提高耐壓耐頻的能力，在電網(wǎng)電壓發(fā)生偏差時，設(shè)備能夠不脫離電網(wǎng)繼續(xù)維持運行，甚至提供無功幫助電力系統(tǒng)恢復(fù)至正常電壓。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，如果大規(guī)模并網(wǎng)的風電光伏不能承受高壓高頻，可能會出現(xiàn)閉鎖停運，送端一旦出現(xiàn)幾百萬千瓦的缺額，送端頻率就會崩潰，所以風電光伏都需要魯棒性和適應(yīng)性，具備故障穿越的能力。
高比例可再生能源系統(tǒng)運行也是學(xué)術(shù)界研究的重點問題，肖云鵬、王錫凡等人在《面向高比例可再生能源的電力市場研究綜述》中指出，可再生能源出力具有較強的不確定性，電力系統(tǒng)中可再生能源比例的提高，不僅需要可靈活調(diào)節(jié)的發(fā)電機組的配合，更需要電網(wǎng)及需求側(cè)的主動參與，實現(xiàn)供需兩側(cè)能量、信息、交易的互動，而供需互動的充分性和合理性是決定能源互聯(lián)網(wǎng)運行效率的關(guān)鍵。
由于風電、光伏等新能源的波動性和不確定性增加了電力系統(tǒng)的平衡成本，如何公平合理地分攤這部分成本，是保障高比例可再生能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行需要考慮的政策層面問題。
