中国电力建设技术进展及发展趋势-（上）电网部分

电力行业的发展和规划最终要落实到工程建设实践中,电力建设技术为中国电力行业的发展奠定了坚实的基础。总结了“十二五”期间电网建设取得的成就,介绍了输、配电网规划、输变电工程设计与施工、配电网建设、电网建设管理等技术领域国内外最新研究成果和重要工程实践情况,对以上各领域技术在“十三五”期间乃至更长时间内的发展趋势、可能达到的参数及技术水平进行了分析,并对与国际先进水平差距较大及需要重点发展的领域提出了相关建议。     

2011年中国“三北”地区风电并网运行及反事故措施

中国风电近几年一直保持快速发展,并成为电网运行的重要电源形式之一。为掌握风电并网运行规律,根据中国华北、东北、西北（“三北”）地区2011年的大量风电实时运行数据和统计数据,对风电并网运行情况进行分析,说明中国风电具有大容量、集中接入及远距离输送的特点;且在电力电量平衡方面具有较为复杂的间歇性。分析2011年发生的几起风电大规模脱网事故及反事故措施技术要点,给出进一步做好风电并网运行工作的建议。     

考虑电压稳定的主网无功规划方案及仿真计算

大规划体系是国家电网公司主推的五大体系之一,是其余四大体系建设的前提和保障。无功电压规划作为电网规划重要的组成部分,是保障地区电网稳定、可靠、经济运行的基础。以山东“十二五”500 kV输电网无功规划为例,计及外电入鲁等条件,在无功补偿设备的配置基础上,进行了山东电网主网架的无功优化、稳定裕度及抵御扰动能力的计算,评估了主网架的电压安全水平;明确了无功配置最优投运容量,保证了主网架的安全、经济运行。为山东电网“大规划”体系建设提供理论支撑和技术支持。     

电网建设与社会经济发展协调性评价研究

如何促进电网建设和社会经济协调发展是电网建设管理者面临的一项重大课题。建立了社会经济发展和电网建设水平评价指标体系,引入模糊积分构建发展水平评价模型,以及二者协调性评价模型,并以A市“十一五”发展为例进行验证。结果表明,构建的模型能够较好地分析电网建设和社会经济发展协调性评价问题,具有良好的可操作性,评价结果客观、科学。     

新疆乌鲁木齐昌吉电网对抽水蓄能电站的需求分析

“十二五”期间,新疆乌鲁木齐昌吉电网将新增火电和水电装机5 660 MW,其中火电5 565 MW,水电95 MW,另外还计划新增1 250 MW的风电装机。由于新增的火电机组中,热电机组约占66%,届时将继续加大电网的调峰压力。从乌鲁木齐昌吉电网负荷特性出发,分析研究乌鲁木齐昌吉电网调峰容量盈亏,从而得出乌鲁木齐昌吉电网对抽水蓄能电站的需求容量。     

风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究

风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征。以具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响。围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性。针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果。针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性。对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析。     

我国太阳能发电开发及消纳相关问题研究

介绍了我国太阳能发电开发规划、布局特点及存在的问题;基于建立的光伏发电出力特性指标,分析了大规模光伏发电并网对电力系统规划提出的新要求;提出了太阳能发电消纳研究方法,根据“十二·五”期间西北地区太阳能发电规划目标,分析了西北电网太阳能消纳能力,2015年,西北地区太阳能发电装机规模为1 320万kW,电网调峰能力不能满足光伏、风电等新能源消纳需求,需要跨区平衡消纳。     

弃风供暖模式下风电接纳能力评估及效益分析

弃风供暖是解决风电接纳难题的有效途径,可缓解“三北”地区弃风严重问题。首先介绍储热式电采暖接纳弃风的运行模式,然后基于时序生产模拟方法建立弃风供暖模式下风电接纳能力评估模型,并以某省级电网为例,对不同电采暖运行模式下风电接纳能力进行评估分析,最后,基于中国现有弃风供暖模式和结算模式,定量分析了热电厂、风电场、电网企业、全社会各方经济主体利益以及全社会碳减排情况。案例分析结果表明,弃风供暖不仅可以提高风电接纳能力,还具有良好的环境效益,但是其提高的风电接纳的空间有限,且除绑定风电场之外的其他经济主体的收益不明显。     

电力基础资源共享下变电站多业务场景经济—环境—社会效益分析

作为“新基建”和“电网数字化”的前沿阵地,“多站融合”充分利用整合资源,融合建设多种新型基础设施,既能响应“互联网+”战略及数字强国建设,又可开拓能源共享互济新业态。文章聚焦电网数字化转型中的多站融合项目,构建了一个在多业务场景下进行经济-环境-社会效益分析的系统动力学模型;并基于多业务场景,模拟仿真不同情境下单个多站融合项目经济效益、环境效益和社会效益的变化趋势。结果表明:1)在经济效益中,不同的业务在一定条件下均能够取得满足预期的经济效益;2)环境效益是多站融合中能源类业务的“引致效应”,可辅助提高废物废气的减排效率;3)社会效益主要体现于土地资源、能源资源和人力资源三方面社会资本的节约。文章证明了该经济-环境-社会效益分析模型的科学性和有效性。     

区域风电生产运营监控系统的开发

风能资源丰富的地区一般都建有多个风电场。这些风电场厂址分散,并且采用不同型号的风电机组,其监控与数据采集（SCADA）系统也不相同,给风电公司的生产运营管理带来很大困难,也给电网的调度和安全运行带来很多问题。为此,开发了区域风电生产运营监控系统。该系统在WEB上实现SCADA功能,可对不同数据规约进行统一整合,进而可对不同机型的SCADA系数数据进行统一管理,使区域风电公司能够远程集中监测和控制管理区域内分散的风电场,为风电生产的“无人值守”打下基础。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

实现风电发展“五个转变”的有效途径

风电经过“十一五”期间一轮快速发展后,其中出现了种种问题.如何做到风电又好又快发展,实现风电发展的“五个转变”,成为风电企业、电网企业乃至全社会共同关注的课题.从科学规划、规范设计、有序发展3个层面,阐述实现风电可持续、健康发展的有效途径.     

大型风电基地的发展特点探讨

针对2011年发生的大规模风电机组脱网事故及2012年以来出现的严重弃风现象,结合大型工程一般发展规律,以酒泉风电基地为实例,通过分析其建设运行过程中的各种现象及暴露出的问题,探讨提出大型风电基地整体发展的几个特点。大型风电基地开发是一项工程活动,必须遵循工程固有自然科学规律。大规模风电开发是复杂的技术和技术群的应用和集成,要按工程科学实施。大规模风电开发是目标要求明确的大型工程,成本、质量、效率必须三者并重。大规模风电受地理、当地经济和电网等多因素制约,应由国家能源主管部门进行规划、建设、运行和用电的整体协调。为了保证大型风电基地的可持续发展,其必须要与环境、生态协调一致。     

基于神经元网络方法的风电场风电功率预报研究

风电大规模并网使风电对电网的冲击问题越来越凸显,许多地方出现了拉闸限电的情形,随着百万千瓦级风电基地、千万千瓦级风电基地的规划及建设,急需开展行之有效的风电场风电功率预报,来满足风电上网调度的实际需求,利用数值模式预报的风速、风向等预报场及风电场逐时风电功率资料,通过神经元网络方法进行了风电场风电功率预报试验,预报精度与2002—2006年欧洲风能计划中的风电场风电功率预报精度相当。     

大规模风电接入电网及市场消纳问题分析

目前风电外送与接入是电网企业与风电开发企业矛盾比较集中的焦点问题.我国风电场主要分布在距负荷中心较远的地区,电网结构相对薄弱,电网建设对风电开发存在一定的制约.在我国西北、华北以及东北(尤其是内蒙古东部地区)风电基地集中地区,风电发出的电力无法正常并网,已经成为未来风电发展所面临的最大问题.针对这一难题,以电网运行管理者的视角,从风电侧和电网侧两个方面,对风电并网问题进行了深入研究,找出其中的难点,并作进一步分析.在国外相关实际做法的基础上,对发电侧、负荷侧以及并网风电管理等方面,提出了提高发电机组调峰能力、适当建设快速调节机组、实施峰谷电价等旨在促进我国风电健康有序发展的实用化建议.     

风能技术可持续发展综述

文章介绍了我国风电发展的现状和长期规划。综合分析了风电技术可持续发展中的重点问题,如风能资源评估、风电机组技术的发展趋势、风电并网关键问题、海上风电场建设、风能与其他能源组成互补系统以及风电直接应用与大规模蓄电相组合等。随着风电机组技术水平的不断提升,风电机组发展趋势为：单机容量不断提高、风电机组型式多元化、风电机组关键部件技术不断发展、风电机组设计技术趋向成熟、风电机组制造技术智能化、风电机组可利用率不断提高。     

哈密地区大规模风电接人系统方案分析

结合哈密地区“十二五”电网发展规划和哈密风区大型风电场的规划,提出哈密地区3个风区风电开发汇集方案和风电接入系统方案,并通过电压分析、无功补偿分析和短路电流分析说明提出的风电接入方案的合理性,为今后哈密地区风电开发建设提供参考依据。     

新能源发展关键问题研究

2006年以来,中国新能源发展取得了巨大成就,但也面临新能源发展与电网发展不协调、局部地区风电消纳困难、新能源补贴拖欠等问题。“十三五”是中国新能源发展的关键时期,复制现有技术、依靠政府不断扩大补贴规模的新能源发展模式已难以为继。新能源发展需要处理好新能源经济激励政策调整、新能源与其他电源以及电网的统一规划、大型新能源基地市场消纳三大关键问题。     

智能电网下我国风电产业的发展问题综述

阐述了我国风力发电产业发展的现状,从风电场建设和风电装备制造业方面指出存在的主要问题,提出通过发展智能电网技术,统筹规划风电场建设,建立完善的风能产业体系,降低风电成本,借助良好的政策环境,多元化应用风电,发展并网风电的同时发展非并网风电的应用,促进我国风电产业的健康发展。     

风力发电并网对电网的影响

智能电网建设中的一个重要方面是解决以风能为代表的可再生能源发电的接入问题。风力发电逐渐以大型风电场的形式并入电网,给电网带来各种影响。由于风力发电具有动态和随机的特性,它给电网运行的电力电量平衡、调峰调频及备用、电压及无功控制、潮流及稳定性、电能质量和二次系统等方面带来影响。由于电网常规设计和运行中未特别考虑风电接入的影响,因此为了适应风电接入并满足原有的电网运行标准,需要对电网的运行控制进行一些相应的调整。研究风电接入对电网运行的影响及相应措施,对于更好利用风力发电有重要的意义。