新型电力系统平衡构建与安全稳定关键技术初探ThePreliminaryStudyonKeyTechnologiesofbalancingandstabilizingofRenewable-energy-dominatedPowerSystem范越公众号·电力干货〇1前言新型电力系统六个视角结论CONTENTS目录新型电力系统是新能源为主体的电力系统。双碳目标达成。形势喜人，挑战不小。截至2023年底，西北新能源总装机将超2.0亿千瓦，占全网总装机超51.0%,新能源发电量占比将超26.0%,是国内新能源发展最快、装机占比最高的区域电网。2030年西北电网新能源装机将突破7亿干瓦，装机占比约70%,电量占比约50%。25000220012000014242148501500098458942741556343863228626540其他(含光热)620.1%光伏1193127.8%风电1007023.4%水电3575■火电■水电■风电光伏■其他(含光热》太阳能，6.09,21%火电，13.90,48%■风电，4.41,15%核电，0.57,2%水电，4.2214%2023年底西北电网各类电源装机占比情况西北电网新能源装机情况2023年底我国各类型电源装机占比情况一、前言火电1738740.4%单位:万干瓦1243310000500080594同时，源网荷储要素构成的复杂化、稳定耦合的互动化、运行约束的多元化、不同实施路径经济成本差异的扩大化的特点给新型电力系统建设带来较大挑战。因此，以西北电网作为区域新型电力系统的研究对象，具有很强的紧迫性、代表性和实战意义。不断提高新型电力系统构建所蕴含问题的原始性、深刻性、广泛性、决断性、前瞻性。以下从六个方面汇报西北的探索。单位：万干瓦■日最大峰谷差■年最大峰谷差350027272481250017251487152415001000500020182019内用直流配套已投产西北33646521037陕西9700甘肃656105302.2青海5029749.6宁夏420250286.5新疆1677.3200398.26096600055005000450040003430350030002280250020002022西北电网逐年日内新能源波动量西北电网年、日负荷最大峰谷差"十四五"西北储能发展规划情况一、前言395220174020400020182021202020212654200037703571300065002019202016195目录CONTENTS前言O2新型电力系统六个视角3结论新型电力系统的六个视角第二章(1)平衡视角下的电力系统我们所提到的“平衡”,是广义的平衡，涵盖了电力系统不同的时间尺度，可分为总量平衡、过程平衡和扰动平衡三个层次。总量平衡是以日为时间尺度，以年为周期下电量的平衡；过程平衡是在总量平衡的基础上，每时刻电力的平衡；扰动平衡是系统在遭受故障扰动冲击时，能够恢复到正常运行状态的能力。扰动平衡系统受扰后通过一定的响应，实现电磁能量再平衡，再次进入由工频电压电流进行能量稳定传输状态总量平衡表现为电能的供应与消耗在空间上进行加总和时间上进行积分后保持全局平衡过程平衡电能的产生和耗散在电力网络中任意节点和任何时刻保持平衡分析起点重要保证(1)平衡视角下的电力系统前提条件8传统电力系统以常规机组作为平衡主体，电力平衡后，电量基本平衡。新型电力系统中，高占比新能源的日不确定性与季不平衡性凸显，系统电量平衡机制由“源随荷动”转变为“源荷储联动”。新型电力系统电量平衡需要找出对系统影响最大、持续时间最长的风光资源枯竭日，合理确定常规电源的装机规模。此外，在电量平衡时，除考虑电量充裕性，还需特别考虑新能源利用率的要求，以及常规机组利用小时数、储能调用次数等整个系统的经济性问题。源荷双侧均具有强随机性，在电力保供和新能源消纳双重目标下，在火电及储能配置的成本约束下，过程平衡难度进一步增大。要详细计及常规机组开机最小开机方式、电力网络传输极限、多类型储能运行方式等因素。海量电力电子设备切换控制特性使得电力系统从近似连续系统演变为强切换系统，由切换控制主导的电力电子动态特性打破了原来由电磁-机械物理过程决定的时间尺度解耦格局。相当于在此前一致恒动平面的基础上增加了许多奇异点。发电负荷弃电充电用电负荷0(1)平衡视角下的电力系统扰动平衡过程平衡总量平衡国家电网有限公司STATEGRIDCORPORATIONOFCHINA24小时放电9新型电力系统的六个视角第二章(2)随机视角下的风光配比风力发电和光伏发电是当前及未来新能源开发的主要形式，不同风光配比对应不同的新能源总出力特性，对系统灵活性需求也存在差异，...