“智能电网技术与装备”重点专项
2017年度项目申报指南建议
为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》，以及国务院《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等提出的任务，国家重点研发计划启动实施“智能电网技术与装备”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2017年度项目申报指南建议。
本重点专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命。从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化。到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。
本重点专项按照大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链(技术方向)，共部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016-2020)。
1. 大规模可再生能源并网消纳
1.1可再生能源发电基地直流外送系统的稳定控制技术（基础研究类）
研究内容：针对我国弱同步电网中可再生能源发电基地直流外送系统的稳定运行需求，研究系统的动态特性和稳定控制方法，具体包括：可再生能源发电与直流输电的交互影响机理及其机电/电磁动态分析与仿真技术；可再生能源发电基地动态特性分析方法；多可再生能源发电基地间的相互作用关系及相关电网动态特性分析方法；基于可再生能源发电、直流输电或专用装备的次/超同步振荡分析及抑制方法；计及可再生能源波动、交流系统故障和直流闭锁等因素的可再生能源发电基地稳定控制技术。
考核指标：提出弱同步电网中可再生能源发电基地直流外送系统的稳定控制理论与方法，建立5MW级含风/光发电、直流输电和常规电源的动态模拟平台，验证短路比＜2条件下相关抑制方法的有效性。
1.2常规/供热机组调节能力提升与电热综合协调调度技术（应用示范类）
研究内容：面向我国北方地区由于火电机组调节能力不足导致弃风/弃光严重的现状，研究火电机组的调节能力提升技术，并通过机组间协同控制实现电力系统可再生能源消纳能力的有效提升。具体包括：常规/供热工况下火电机组调峰能力提升与最小技术出力降低技术；保障热负荷需求时提高
热电联产机组电出力调节灵活性的蒸汽系统流程结构改造技术；基于热力系统和电力系统耦合特性，提升电力系统运行灵活性的热电机组的整体改造规划（选型、容量配置及布局）、设计和运行控制技术；综合考虑可再生能源消纳和集中供热系统运行需求的常规机组、热电联产机组及供热锅炉的互补协调调度技术；开展工程示范。
考核指标：开发火电机组的调节能力提升及电热耦合系统能量管理技术，提出热力系统和电力系统的整体耦合模型，实现热电机组改造方案的最优规划设计以及常规机组、热电机组及供热锅炉的互补协调调度和优化控制。在含热电联产机组和其他热源的电网/热网耦合系统中开展示范，热电联产机组在纯凝工况和热电联产工况下分别增加15%和20%额定容量以上的调峰能力。
1.3多能源电力系统互补协调调度与控制（应用示范类）
研究内容：研究含风光水气火储等多种电源形式的多能源电力系统协调调度控制技术，实现电力系统运行灵活性和可再生能源消纳能力的有效提升。具体包括：多种异质能源资源的同质化耦合建模与分析技术；多能源系统中的不同类型电源的互补特性分析方法及利用其互补特性提高系统灵活可控能力的技术；多能源电力系统的规划和设计方法（选型、容量配置及多点布局）；多能源电力系统的优化运行策略；开展工程示范。
考核指标：建立多种能源资源的耦合模型，提出其特性分析、互补运行和协调调度方法，实现多种能源电源的优化选型、配置以及互补协调调度和控制；示范工程内参与互补协调调度的电源类型不少于4种，非水可再生能源发电装机比例不低于30%，通过互补协调调度提升可再生能源发电量消纳能力5%以上。
2. 大电网柔性互联
2.1 超导直流限流器的关键技术研究（共性关键技术类）
研究内容：研究超导直流限流器的关键技术，完成样机研制并通过试验验证。具体包括：超导直流限流器的原理与系统结构设计、高温超导带材的电磁特性及抗冲击稳定性、限流单元的设计与制造关键技术；低漏热高压电流引线技术、低温高电压绝缘技术；超导直流限流器的低温与制冷系统设计与系统集成；超导直流限流器与直流断路器的匹配协调运行方式、超导直流限流器运行维护技术体系与试验规范。
考核指标：掌握超导直流限流器的关键技术，研制出超导直流限流器样机，样机的额定电压不低于160kV、额定电流不低于1kA、故障响应时间小于1ms、短路电流抑制率大于35%，并通过试验验证。
2.2 500kV高压直流断路器关键技术研究与示范（共性关键技术类）
研究内容：研究500kV高压直流断路器关键技术。具体包括：500kV直流断路器在直流系统的应用特性及智能自分断技术；具备双向电流分断、快速重合等功能的直流断路器主电路拓扑设计及控制保护策略；20kA及以上关断能力的规模化半导体组件关键技术；500kV多断口串联的超高速机械开关毫秒级分断关键技术；500kV直流断路器工程成套集成设计及全工况等效试验技术。
考核指标：形成满足柔性直流系统应用的500kV高压直流断路器电气、结构、控制保护等成套的设计规范；研制具备双向电流分断、带快速重合闸功能的直流断路器样机一台（额定电压500kV、额定电流3kA、分断时间不超过3ms、分断电流不低于20kA）；完成500kV高压直流断路器的型式试验或工程应用验证。
2.3 环保型管道输电关键技术（共性关键技术类）
研究内容：为提高大容量远距离输电能力和系统效率，研究环保型管道输电关键技术，具体包括：新型环保绝缘气体介质分子的设计与合成制备技术、理化特性与环保性能评估；新型环保绝缘气体介质放电的物性参数、工程用绝缘特性、灭弧性能；环保型管道输电用支撑绝缘子结构设计、批量化制造与工程试验技术；高性能环氧树脂复合材料在新型环保绝缘气体中的相容性及其调控技术，环保型绝缘气体中
气固组合绝缘的性能评价；1000kV环保型管道输电系统的设计制造技术；管道绝缘系统老化机理及运维监测技术。
考核指标：新气体的全球变暖系数(GWP)低于SF6的10%，相同压力下绝缘性能和SF6相当、液化温度不高于SF6。研制1000kV交流输电管道用高性能环氧绝缘件和长度不小于15m的环保型输电管道样机，其操作冲击耐受电压≥1800 kV，雷电冲击耐受电压≥2400kV，局部放电小于5pC，通过型式试验。
2.4 大电网智能调度与安全预警关键技术研究及应用（共性关键技术类）
研究内容：针对大型交直流混联电网的一体化调度运行，研究大电网智能调度与安全预警关键技术，建设基于云计算理念的物理分布、逻辑统一的智能调控平台。具体包括：广域分布式调控系统实时透明访问技术；按需服务的电网模型构建技术，广域数据分布式一体化处理技术；源荷双侧不确定性的优化运行和控制技术；大电网安全风险前瞻预警技术，电网安全三道防线和系统保护协同技术；完成大型交直流混联电网的一体化调度运行平台开发和应用。
考核指标：研发具有高可扩展、高性能的统一调控支撑平台，支持跨地域的3个以上调控中心的实时分布式业务协同，电网实时分析预警规模10000节点以上（含10条以上
直流输电线路）。电网负荷峰谷差降低5%，新能源消纳能力提高2%。完成省级及以上电网调度中心示范应用。
2.5特高压设备安全运行与状态评估方法（基础研究类）
研究内容：面向运行中特高压设备（变压器（含换流变压器）、电抗器、GIS）安全运行的科学问题，研究大尺寸、高场强条件下设备内部的电磁、介电特性以及设备外部的电磁暂态、绝缘的基础问题，具体包括：设备内部油纸组合、气固界面的多物理场（电、磁、热、流体）耦合及建模的理论与方法；油纸组合绝缘在交直流复合电压下绝缘性能的动态演化过程及规律；长期服役条件下油纸组合绝缘设备的老化特性及寿命预测方法；设备及其组成系统的电磁暂态过电压产生机理、宽频传播模型及在线监测方法；设备外绝缘的放电机理及其风险评估模型。
考核指标：所研究的理论和方法用于指导特高压设备的运行维护和制造，实现仿真模拟局部放电、沿面放电、绕组过热三种典型故障的发生发展过程，状态评估准确率≥90%。
3. 多元用户供需互动用电
3.1智能配电网微型同步相量测量应用技术（共性关键技术类）
研究内容：针对大规模分布式电源、电动汽车接入以及用户与电网供需互动对配电网安全可靠运行提出的挑战，研究配电网中可大规模部署的微型同步相量测量应用技术，具
体内容包括：高精度微型同步相量测量装置及其最优布点方案；基于该装置的配电网故障诊断及精确定位方法；配电网运行状态估计方法；分布式电源、柔性负荷、用电营销等系统的相关信息集成机制、多维数据分析方法与协调控制技术；在含大规模分布式电源、电动汽车接入的配电网中开展示范验证。
考核指标：微型同步相量测量装置，电压电流幅值测量相对误差0.5%，频率测量误差小于0.005Hz，角度误差小于0.05度；故障检测准确率达99%以上；在含不低于30MW分布式电源的配电网中示范验证。
3.2 智能配电柔性多状态开关技术、装备及示范应用（应用示范类）
研究内容：为克服配电网中常规开关仅具备通和断两种状态的不足，增强配电网运行控制的灵活性，满足分布式电源消纳、高供电可靠性等定制电力需求，研究智能配电交流电力电子柔性多状态开关及应用技术。具体包括：智能配电交流电力电子柔性多状态开关装置；满足配电网分布式电源消纳、电能质量改善、运行优化与自愈控制技术要求的柔性多状态开关调控技术；柔性多状态开关系统接入模式及试验测试技术；完成示范工程。
考核指标：智能配电柔性多状态开关装置为三端、电压不低于10kV，容量不少于6MV A；运行在恒功率控制模式时，
开关流过功率可控，误差小于1%；运行在恒压控制模式时，可实现重要负荷不间断供电，电压控制误差小于1%。示范工程中馈线负载均衡度不低于85%。
3.3电网信息物理系统分析与控制的基础理论与方法（基础研究类）
研究内容：研究电网信息物理系统的分析与控制的理论及方法，具体包括：复杂电网信息系统与物理系统的交互机理和建模理论；市场环境下互动电网的多源异构信息物理系统稳态和动态运行特性；配电网安全可靠性分析和风险预警评估的物理信息系统；研究基于混合信息物理系统模型的有源配电网实时优化控制方法；对所提出的理论和方法完成仿真验证。
考核指标：提出基于电网物理信息模型的高可靠性电网运行控制理论与方法。构建的电网信息物理系统综合仿真模型，其中控制对象不少于4000个，涵盖风电、光伏发电、水电和储能等多种能源形式，仿真计算能力支持15000个以上配电网网络节点。
4. 多能源互补的分布式供能与微网
4.1交直流混合的分布式可再生能源技术（共性关键技术类）
研究内容：开展交直流混合的分布式可再生能源发电的关键技术研究和装备研发，并完成示范验证。具体包括：多种分布式可再生能源交直流混合的系统结构与动态分析；交
直流混合的分布式可再生能源互补优化配置及综合能效评
估方法；适用于分布式可再生能源交直流互联的多功能电力电子变压器、故障电流控制器等关键设备；多种分布式可再生能源互补优化运行控制技术。
考核指标：多功能电力电子变压器至少包括10kV交流、380V交流和±375V直流等端口，端口具备双向功率控制能力，系统效率大于95%、谐波率小于3%；故障电流控制器的功率大于1MW。应用于包含风力发电、光伏发电、太阳能热发电及热利用、储电、储热等多类型分布式可再生能源互补系统，系统总容量3MW以上，直流负荷占比大于30%、可再生能源占比达60%以上。
4.2 多能互补集成优化的分布式能源系统示范（应用示范类）
研究内容：研究具备多能互补、冷热电联供、高效调控、可实现重要负荷独立供电等特征的智能型分布式能源系统关键技术，并实现工程示范。具体包括：清洁能源与可再生能源互补的分布式能源供能系统协同优化与设计技术；清洁能源与可再生能源互补发电及重要负荷独立供电技术；分布式能源系统的智能分层调控技术；分布式能源系统综合能效评估技术，并建成多能互补集成优化的分布式能源系统示范工程。
考核指标：示范工程中可再生能源发电容量不小于10MW，冷热电联供系统容量不小于2MW；系统与外部电网并网运行时，联络线功率调节误差不大于5%；系统具备独立运行能力，独立运行时可保持不小于5MW重要负荷供电1小时；系统能源综合利用效率达到75%以上。
5.智能电网基础支撑技术
5.1 10MW级液流电池储能技术（共性关键技术类）
研究内容：研究适用于10MW/40MWh级系统的液流电池储能技术。具体包括：高性能离子传导膜材料、双极板材料、电解质溶液的材料制备技术；30kW以上高功率密度单体电堆的结构设计与集成技术；250kW级高能量效率液流电池储能模块及10MW级以上液流电池系统的成组设计、集成与智能控制技术。
考核指标：储能系统输入和输出功率≥ 10MW，系统容量≥ 40MWh；单体电堆额定输出功率在≥30kW，在140mA/cm2恒流充放电条件下，电堆的能量转换效率≥80%；电池储能系统模块研制额定功率不低于250kW的；系统AC-AC额定效率≥68%（包括系统全部内耗），完成10MW/40MWh级全钒液流电池系统的集成与验证示范。
5.2 10 MW级先进压缩空气储能技术（共性关键技术类）
研究内容：研究适用于10MW/100MWh级系统的压缩空气储能技术。具体包括：大规模先进压缩空气储能系统设计
技术；高负荷多级离心压缩机和多级组合式透平膨胀机; 高效紧凑式超临界空气蓄冷（热）/换热器；压缩空气储能系统集成与控制技术等。
考核指标：储能系统输入和输出功率≥ 10MW，系统容量≥100MWh，系统AC-AC额定效率≥60%（输入轴功/输出轴功效率≥65%），变工况运行范围≥40%-110%，完成10MW/100MWh级储能系统的集成与验证示范。
5.3海水抽水蓄能电站前瞻技术研究（共性关键技术类）
研究内容：面向海水抽水蓄能电站规划、设计、建设、运行需求，研究海水抽水蓄能电站共性关键技术。具体包括：沿海地区海水抽水蓄能资源评估及选址原则及技术分析；库盆和输水系统海水渗漏控制技术；海水抽水蓄能电站环境影响评估与生态修复；水工建筑物、输水系统及金属结构防腐、防海洋生物附着的技术及材料选型；防腐蚀、抗空蚀、防海洋生物条件下可变速海水抽水蓄能机组的关键技术；海水抽水蓄能与可再生能源联合运行技术。
考核指标：完成10MW可变速海水抽水蓄能机组样机，水泵水轮机发电、抽水时的效率均不低于93%。建立100MW 级的海水抽水蓄能与可再生能源联合运行仿真平台，控制系统切换时间小于10ms。
5.4特高压电气设备用纳米复合绝缘材料与应用关键技术（共性关键技术类）
“智能电网技术与装备”重点专项 2017年度项目申报指南建议 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》，以及国务院《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等提出的任务，国家重点研发计划启动实施“智能电网技术与装备”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2017年度项目申报指南建议。 本重点专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命。从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化。到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。 本重点专项按照大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链(技术方向)，共部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016-2020)。 1. 大规模可再生能源并网消纳
1.1可再生能源发电基地直流外送系统的稳定控制技术（基础研究类） 研究内容：针对我国弱同步电网中可再生能源发电基地直流外送系统的稳定运行需求，研究系统的动态特性和稳定控制方法，具体包括：可再生能源发电与直流输电的交互影响机理及其机电/电磁动态分析与仿真技术；可再生能源发电基地动态特性分析方法；多可再生能源发电基地间的相互作用关系及相关电网动态特性分析方法；基于可再生能源发电、直流输电或专用装备的次/超同步振荡分析及抑制方法；计及可再生能源波动、交流系统故障和直流闭锁等因素的可再生能源发电基地稳定控制技术。 考核指标：提出弱同步电网中可再生能源发电基地直流外送系统的稳定控制理论与方法，建立5MW级含风/光发电、直流输电和常规电源的动态模拟平台，验证短路比＜2条件下相关抑制方法的有效性。 1.2常规/供热机组调节能力提升与电热综合协调调度技术（应用示范类） 研究内容：面向我国北方地区由于火电机组调节能力不足导致弃风/弃光严重的现状，研究火电机组的调节能力提升技术，并通过机组间协同控制实现电力系统可再生能源消纳能力的有效提升。具体包括：常规/供热工况下火电机组调峰能力提升与最小技术出力降低技术；保障热负荷需求时提高
新能源分布式发电并网对整个电网的影响分析摘要：实现就地能源的开发与利用，减少远距离输电的损耗，一种高效、环保、灵活的新型发电技术——分布式发电(D istributed G enerat ion，D G)成为智能电网中一项重要的组成部分，很快成为电力系统新的研究热点。目前，对分布式电源的研究已经取得了突破性进展，并且在电能生产中所占比重不断增加。分布式电源的广泛应用将对传统的电力系统产生极大的影响，包括配电网的电能质量、系统可靠性、继电保护等方面通过研究分布式电源对配电网电能质量的影响将更好的指导我们如何充分发挥分布式电源的优势。 关键词：配电网；分布式发电；并网；电能质量 1、引言 按照分布式发电使用的能源是否再生，可以将分布式发电分为两大类。一类是基于可再生能源的分布式发电技术，主要包括：风能发电、太阳能光伏发电、生物质发电、地热能、海洋能、生物质能等发电形式；另一类是使用不可再生能源发电的分布式发电，主要有：内燃机、微型燃气轮机、燃料电池、热电联产等发电形式。目前几种主要的分布式发电形式及特点： (1)风能发电 将风能转化为电能的发电技术。风能蕴藏量巨大，可再生，分布广，具有明显的环保效益。且发电成本低，规模效益比较显著。风能发电技术已经发展得较为成熟。风力发电形式有并网型（工程科技论文发表--论文发表向导网江编辑加扣二三三五一六二五九七）和离网型两种。其中并网型风力发电是大规模开发风电的主要形式，是近年来风电发展的主要趋势。离网型风力发电可以为偏远地区或无电网的地区提供电能。 (2)太阳能发电 目前应用较多的是太阳能光伏发电技术。其原理是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转化为电能。目前太阳能光伏发电的成本太高，但是光能是取之不尽用之不竭的清洁能源，而且不受地域限制，发电装置安全可靠，规模灵活，其发展前景仍然被广泛看好。 (3)生物质发电 生物质发电是利用生物质，例如：秸秆、垃圾、沼气、农林废弃物等，直接燃烧将生物质能转化为电能的一种发电方式。它是一种可再生能源发电，其发电成本低，容易控制，环保综合利用效果好。但电能转换的效率低，生物质燃料供给较困难。生物质发电的容量和规模受到限制。 (4)微型燃气轮机发电
面向新能源消纳的电网规划方法初探 发表时间：2017-04-27T09:13:34.487Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：王执中[导读] 摘要：随着新能源的利用与不断发展，传统的电网规划已不能满足实际生活中的需求，因此再此背景下，如何将新能源消纳入电网规划就成为了人们所关注的重点问题。 （北京中恒博瑞数字电力科技有限公司北京 100010）摘要：随着新能源的利用与不断发展，传统的电网规划已不能满足实际生活中的需求，因此再此背景下，如何将新能源消纳入电网规划就成为了人们所关注的重点问题。基于此，本文通过对新能源消纳与电网规划理念进行概述，提出了新能源在消纳电网规划中的相关方法，并希望通过本文能为相关工作人员提供一定的经验借鉴。 关键词：新能源；消纳；电网规划；方法在传统电网规划方法实施过程中，逐渐凸显出了社会效益较低的问题，而其问题又影响到了电网规划工作的有序开展，因而在此基础上，电网规划部门在工作开展过程中，应注重推广新能源规模的发展，继而由此完善电网规划方法，并可通过结合新能源消纳能力提升电网规划内容的精准性，以达到最佳的电网规划状态。具体内容为如下所述。 1 新能源消纳与电网规划结合得新理念 协调新能源以良好发展电网规划的主要目标是，促使在电网运行中对新能源实行合理吸纳，充分发挥出新能源的低碳、节能效益。对于新能源的合理消纳处理主要分为两点：一点是系统的灵活性较强，在满足新能源出力剧烈波动变化需求的同时，可减少新能源限电状况发生。另一点则是在新能源的消纳中，并不会对电力系统造成较大的成本负担，也就是指电网系统在新能源消纳处理中，支出的投资、运行花费并不会出现明显的上升。由此可见，对于新能源的消纳处理并非是指想方设法的去完全接纳新能源，而是寻求一种可实现消纳新能源各影响因素平衡的方式，并在新能源消纳能力及投资成本间做折中处理。 2 新能源消纳电网规划的方式 2.1 加大储能技术的发展力度 在智能电网建设过程中，针对新能源的特点与分布式发电，以及即将出现的大规模新能源发电站的建立，储能技术是非常重要、不能缺少的一项技术，同时也是智能电网建设顺应新能源发展趋势的一项有力支撑。具备智能电网所需要的储能能力的储能装置需要就以下几个方面进行限定：第一，能量密度方面，需要具备小体积、大能量的特点；第二，功率密度方面，对于突变情况的响应速度要快；第三，储能效率高；第四，环境适应性强，能够适应特殊环境；第五，储能的容量大，能够适应新能源间歇性及不稳定性的特点。针对具有上述功能的储能装置进行研发设计，大力发展储能技术是满足新能源环境下我国智能电网建设的关键技术之一。 2.2 制度电网规划方案 基于新能源消纳的基础上，其对电网规划方案的完善提出了更高的要求，对于此，首先要求相关工作人员在电网规划工作开展过程中，应深刻认识到电网规划方案在电网发展中的重要性，即引导电网趋向于正确的方向发展，继而基于此完善电网规范方案内容，促使相关工作人员在电网规划实践工作开展过程中，能依据规划方案规范自身操作行为，避免不合理规划现象的产生以影响到电网的进一步发展。其次，由于新能源消纳对原有的电网规划提出了更高的要求，因而基于此来拓展规划范围及具体细节是非常必要的。最后在电网规划方案制定过程中需从决策方式等途径寻求突破，以有助于电网规划行为的有序展开。 2.3 构建电网规划模型与框架 新能源环境下电网规划的创新还应尽可能的提高电网规划的灵活性，建立不确定因素下的灵活电网规划模型，并在此规划层面上强化电网的自愈能力，从而实现资源优化配置和安全稳定运行的协调统一。同时还需坚持效益和效率优先的原则，加强对风电接入系统的研究力度，积极推动清洁能源的高效利用，做好对电网规划方案的评估工作，以分阶段的实现智能电网的建设。此外在规划框架中，首先需做的是建立多个不同的备选网架结构方案，以便通道建设能力及稳固约束的限制条件之下，对网络传输容量充裕的最佳方案进行制定。其次，需做的便是在运用电网模型获取到最佳的最大输电容量方案后，应对各网架结构方案做评估处理，以此明确各方案的新能源消纳能力。再次需做的便是在评估处理中，如果新能源消纳能力能够充分满足盈亏平衡小时数需求，那么则可做输电容量减少处理，同时在此基础之上，相关人员可对系统做再次评估处理，直到系统对于新能源消纳能力无法满足相应需求为止。最后，在对框架方案的投资及运行成本做对比分析处理之后，便可进一步明确最佳的规划方案。运用此分析方式所获取到的电网规划框架方案，可在满足新能源消纳需求的同时，促使电网系统运行始终处于最佳状态中。 2.4 加快跨区域输电通道建设 消纳问题已成为制约风电等新能源进一步发展的最大瓶颈。从全国看，目前风电占总装机的比例只有6%左右，因地理和国家政策等优势，我国中、东部地区风电消纳市场巨大，相关风电消纳资源非常丰富，但“三北”地区风电消纳较为困难。而要想改变这种状况，就必须加快中东部和西部之间的跨区域输电通道建设，从而把风电消纳问题进行有效引流，同时还要加强和西部地区的联系，协助风电消纳情况严重的区域进行新能源电网建设，以从根本上解决消纳问题。 2.5 完善大电网和分布式电网的互动 新能源分散性的特点给智能电网的建设提出了统一的大电网和分布式的电网平行发展的发展要求，在这一要求中相关人员必须要处理好统一的大电网同分布式的电网之间的有效互动。另外在建设过程中要用发展的眼光看待事物，充分考虑新能源与新形式的出现和利用中的类似问题，只有结合新能源的使用情况，进行全面地分析，才能够使资源得到最佳限度地运用，提高智能电网的运行效率，从而使智能电网发挥出最佳效果。 2.6 构建三级网络，完善电能质量监测体系 新能源环境下电网规划的创新还体现在构建三级网络电能质量监测体系。首先，要将现有的省级电能质量监控主站予以升级，并建设区域电网电能质量监控主站；其次，在光伏电站、集中式风电场和重要的系统变电站、高载能企业等接入关口处，增设电能质量监测终端设备，以增加暂态量的监测点，从而对电能质量实现长期且实时有效的监测；最后，为了防止发生“重监测，轻分析”问题，相关部门的监测分析职能要予以强化，从而提高电网规划的合理性。 2.7 智能电网建设过程中政府作用的发挥
关于可再生能源的六个 谬误 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
旧观念难改。美国已讨论了几十年的可再生能源：我们该以多大的力度支持它;它在我们的能源策略中应该占据什么样的位置;它到底有多大的冲击力。但是，我们自以为知道的关于可再生能源的许多东西又回到了最初的论点。我们现在听到的许多论点都是基于过时的事实和假设，而这些事实和假设早就经不起推敲了。因此，现在我们打算回顾一下可再生能源的支持者和批评者都拥护的长期存在的几个谬误或者说看法。我们将主要关注风力发电和太阳能发电，部分原因是它们在近些年显现出了爆炸式的增长，同时还因为它们是有关能源的政治辩论的中心所在。 谬误1可再生能源不过是微不足道的能量来源 包括水力发电在内，可再生能源提供的发电量占美国总发电量的近14%对于可再生能源一个最持久的批评是，尽管享受了多年的联邦政府补贴并经历了快速增长，它们却依然只占美国电力系统的一小部分。 如果说的是像风能和太阳能这种“较新的”可再生能源，这种说法很大程度上是对的。风力发电仅占美国发电容量的约5%，占总发电量的4%略多一点，相当于煤炭发电量的约十分之一。 但是批评人士忽视了重要的一点：传统的水力发电，如胡佛水坝(HooverDam)，也是可再生能源。加在一起，水力发电和其它能源发电——由生物能、地热能、太阳能和风能提供的电量——占了去年美国发电量的12%，今年截至目前为止发电量的近14%。核发电量在美国总发电量中的比重大约是19%。 还有一点很重要，就是不要忘了美国可再生能源业务的规模。美国拥有全球第二大电力系统，占全球发电容量的约20%。风能所占的5%可是很大的一杯羹。美国的风电装机容量为60千兆瓦上下，比澳大利亚和沙特阿拉伯的发电容量都要多，相当于墨西哥的总发电容量以及法国和巴西发电容量的大约一半。 当然，风也不是吹个不停。风电场生产的实际电量只有其装机总容量的约三分之一，而核电厂生产的实际电量几乎是装机总容量的100%。但就全球范围来看，美国风电场的发电量即使打了折扣，也是非常庞大的——相当于墨西哥总发电量的54%，法国和巴西的26%，澳大利亚的62%，土耳其的64%，比瑞士总发电量的两倍还要多。 可再生能源生产的电量在全国范围来说貌似很小，这也反映出了一个事实，那就是有些州拥有丰富的绿色能源，而有些州几乎没有。得克萨斯州有着全国最大的发电系统，其中11%是利用可再生能源发电，这些可再生能源基本全是风能。纽约州和佐治亚州的电力行业都很大，但可再生能源的发电比例就相对较小。 谬误2可再生能源可替代全部矿物燃料 大力转向太阳能和其他可再生能源在技术上是可行的，但可能会遇到很多现实的挑战。对于可再生能源的批判的另一面则是热捧。一小部分支持者描述了这样一个未来：届时，我们所需的能源可以稳定可靠地、100%地由可再生能源提供。 美国国家可再生能源实验室(NationalRenewableEnergyLaboratory)的研究人员以电为中心研究了这个问题。他们发现，从技术上来说，到2050年，美国80%的电都可来自可再生能源，并让全国每个角落在每天的每个小时都亮着灯。(他们的研究并未考虑100%的电都由可再生能源提供的情景。)
我国近年新能源发电并网情况 16009626 康雨翔通过学习时斌老师的讲座，我对新能源电力近年来的发展有了较深的认识，课后通过请教电气的学长和借助网络，我从三个比较浅显的角度对我国近年来新能源发电并网状况稍作阐述： 一、中国可再生能源发电发展现状 2011年中国可再生能源发电（水电、风电、太阳能发电、生物质发电）和生物液体燃料等计入能源统计的商品化可再生能源利用量达到约2.6亿吨标准煤，约占当年一次能源消费总量（32.5亿吨标准煤）的7.9%。如果计入沼气、太阳能热利用等非商品可再生能源，可再生能源年利用量总计2.9亿吨标准煤，约占当年一次能源消费总量的9%。主要可再生能源产业发展情况如下。 （1）水电：中国水电技术成熟，装机容量和产业规模均位居世界前列。2005年后，水电年新增装机均在2000万千瓦左右。到2010年底，水电装机总容量达到了2.13亿千瓦，当年发电量6863亿千瓦时，占全国总发电量的16%，占全国能源消费总量的7%，是目前中国可再生能源的支柱。 （2）风电：中国风电已经进入规模化发展阶段。自2006年，风电装机容量连续四年翻番， 2009年和2010年，中国年新增风电装机量均排名世界第一。到2010年底，风电吊装容量达到4400多万千瓦，并网容量3100万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，占全国总发
电量的1.3%。海上风电建设2009年开始启动。在市场需求和竞争的推动下，中国国风电设备制造业技术升级和国际化进程加快。目前1.5-2兆瓦风电机组形成充足供应能力，3兆瓦风电机组已投入商业运行，5-6兆瓦风电机组样机已下线。风电未来进一步规模化发展需要解决并网和消纳问题。 （3）太阳能发电：得益于国际市场尤其是欧洲市场的推动，中国太阳能光伏产业在2005年后迅速发展，从硅材料到光伏系统集成的光伏全产业链基本形成。2010年中国光伏电池产量占全球市场的50%。2009年后，由于光伏发电成本显著下降，中国开始启动太阳能发电市场，2011年新增光伏发电容量55万千瓦，总装机容量86万千瓦。今后太阳能发电市场规模的扩大仍有赖于其成本下降，同时如果实现上千万千瓦的规模化发展，并网和消纳问题也必须考虑。 （4）太阳能热利用：中国太阳能热水器走的是基本不依赖政策支持的市场化发展的道路。中国是世界上最大的太阳能热水器生产和消费国，产量和市场应用量均占全球一半以上。2005年后，中国太阳能热水器普及率和利用规模稳步提高，到2010年底，太阳能热水器使用量为1.68亿平方米，年产量为4200万平方米。但是，先进的集中式太阳能热利用技术仍有待突破产业瓶颈。 （5）生物质能：中国生物质能实现了多元化发展。生物质发电技术成熟，2010年发电装机670万千瓦，主要是秸秆、稻壳、垃圾、蔗渣发电和沼气发电等。沼气年利用量约140亿立方米，生物燃料乙醇产量186万吨，生物柴油利用量约50万吨。各类生物质能利用的
提高新能源消纳能力的电力系统调度研究郝东升 发表时间：2018-11-16T14:03:24.140Z 来源：《河南电力》2018年10期作者：郝东升何红亮 [导读] 受到了人们的青睐。然而，在使用新能源的过程中却存在着一些的漏洞，即实际接收能源与能源转换之间存在着数据差异，换言之，有一部分的能源在转换过程中“跑”了，这样不仅会浪费成本，还会降低整个转换过程的安全性、可靠性。所以，对转换过程的各电力系统进行能源分配，是促进能源顺利发展的需求。 郝东升何红亮 （国网冀北电力有限公司北京市 100052） 摘要：如今，新能源已经成为了主要的能源。新能源的清洁度高，而且又有很大的储备量，受到了人们的青睐。然而，在使用新能源的过程中却存在着一些的漏洞，即实际接收能源与能源转换之间存在着数据差异，换言之，有一部分的能源在转换过程中“跑”了，这样不仅会浪费成本，还会降低整个转换过程的安全性、可靠性。所以，对转换过程的各电力系统进行能源分配，是促进能源顺利发展的需求。关键词：新能源；消纳能力；电力系统调度 1研究现状 1.1风电型系统 在整个电力调度的过程中，风和火是重要的动力来源。然而，利用火力会造成高污染，这就违背了发展的持续性和清洁性的相关原则。在风电产生之后，极大地改善了环境协调的情况。风能产生于自然，依托于自然强大的创造能力，所以就具有“无尽”的特性。与此同时，这种能源没有实体化形态，电力转换时不会出现污染现象，这样不仅保证了能源消纳过程的环保性，而且也保证了消纳结果的高收益性。然而，要利用来自于大自然的能源，也就意味着该种能源的产生时间和产生质量会受制于自然，具体就表现在风能利用时间的不稳定性，利用效率也不稳定。 1.2太阳能、风能的发电 能源使用不再依托于某一个单一能源，而是将所有可用能源进行了配对重组，形成两两互补的形式。这种模式旨在强化发电的效率，实现资源之间的互补与优化，以风和光为例，使用风能存在不稳定性，而光具有一定的稳定性和持续性，这就很好地弥补了风能使用的缺陷。然而，虽然稳定性的问题得以解决，却出现了电力供应不足的现象。同时，风、电、水等的结合虽然会产生稳定性强、流量充足的电力，但这种大流量却也对系统造成了较大的冲击力，使得系统超负荷运转，造成了系统原本消纳能力得不到充分发挥的结果。 2风电系统调度模型 在系统中，消纳范围往往是根据需求发生变化的，在某一个特定的阶段，风力转换成电力的最大值通常都是固定的。也就是说，这一阶段的消纳上限只适用于该阶段，而不能对其进行阶段延用，否则的话就会出现数据错误的情况，从而影响到整个转化过程的效率。所以，对该系统进行阶段化负荷检测十分的必要。对于系统负荷检测，必须要清楚系统的状态、消纳、能量接收等的数据，在保证数据不变的前提下，演算、推测负荷容量，并且设计出最节省成本的最优方案。演算的公式依据如下： 设定公式是以各数据趋于完美情况为基础的，所以这种公式所得出的最终成本数据无限接近于零。这显然与经济投资现状不符。所以实际中进行计算的时候，还要考虑机组问题，确定机组出力情况，并且根据该项数值来进行范围界定，以尽量保证该范围处于可控范围以内。此外，还应该预测风电转换的能量和时间，以确定其消纳的大致范围，与最终的实际消纳进行对比，以保证两者之间的差距不会太大，从而实现高效化地控制成本。此外，本系统的工作还应具有安全保证相关的工作，这就要求在进行实际操作的时候，控制人员要控制好风电转化的容量以及速度，保证两者之间始终处于平衡状态。与此同时，相关人员还要监督能源的接收和转换过程，进而保证传输的稳定性。 3太阳能蓄热机组调度 太阳能具有一定时空限制，所以想要将其转换成电力，就需要先进行能量储存量，这就要借助一些设备。需要考虑的费用成本主要有几个方面：第一，蓄热机组当前的运转能力；第二，其不断上升的效率。这两者之间的关系并不是相互孤立的，而是呈现一种比例趋势。所以，为了节省系统调度的经济成本，将探讨这种函数关系。蓄热机组是一种存储机器运转热量的模式。想要改善机组运转的温度，只需调节机组中的冷却装置，保证机组运转的安全性、可靠性，从而达到控制成本的目的。消纳能力的上限一般与机组运转能量之间相互影响，而且影响力度大多呈现出一种直线上升或者下降趋势。假设这种趋势的最大、最小值分别为△g+（Pg）和△g-（Pg）。这种趋势如果与机组其他数据形成联系，例如煤耗量、爬坡率等，就会形成机组成本计算的函数公式，如下： 在公式中，只要清楚其中各项数据值，就可以得出该系统所需的经济成本，分析出成本损耗的最大环节。当明白问题的产生点之后，就可以进行数据推测，明确可以减少成本的地方，使得公式的最终结果为最小值，以保证能源消纳的有效性。 4太阳能、风能的快速调节机组调度 为了保证电力转换的稳定性，需要进行能量分配，使得电力转换容量的时刻、季节间大体相同，这就需要借助快速调节机组。在这种模式中，所有工作都是以上述机组研究为基础展开的，并将机组的蓄热持久性作为主要研究对象。与上述模式不同，该种模式一改经济成本各因素之间的线性关系，转而形成一种无规律的、非线性的关系。所以为了便于我们的数据计算和成本规划，对公式的设计则最好以不等式为基础。在上一阶段的研究中，公式设计并没有考虑机组的“余热”时间，这是对成本的一大损耗。所以在此研究中，可以适时减少热能的投资，将机器“余热”作为能源的一部分，减少成本。因为公式计算中含有某些变量因素，使得公式结果存在变动性，这就造成了成本各组成部分之间关系的无规律性，加大了对成本的预测、规划和控制。所以在计算过程中就要使用一个数据包容性足够大的正数，对这些关系进行限制、约束，在外力的借助下，实现“非”与“线”的有机转换。在约束设计结束之后，还可以改变公式中的某些变量，检测线性关系是否始终适用。 5结语 总之，在实际应用这种能源的过程中，设备对能源的接收值与最终转换的电力值之间存在出入，达不到预计的消纳效果，加重了能源
新能源消纳关键因素分析及解决措施探究 发表时间：2019-06-10T10:24:29.687Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：李峰 [导读] 摘要：随着我国能源的快速发展，在能源利用方面取得了显著的成就，但是，在能源利用过程中也出现了严重的弃风、弃光现象。 （新疆伊犁库克苏河水电开发有限公司 835000） 摘要：随着我国能源的快速发展，在能源利用方面取得了显著的成就，但是，在能源利用过程中也出现了严重的弃风、弃光现象。本文简要论述了新能源消纳的关键因素和解决措施。 关键词：新能源消纳；关键因素；解决措施 随着社会的发展进步，以及经济的稳定发展，促使能源逐步发展成为经济社会可持续发展重要组成，同时，也是人类生活和企业生产过程中不可或缺的基本动力。随着我国能源利用与生态环境之间的矛盾问题日益凸显，这也使得能源发展转型工作，以及环境污染治理工作更为重要。笔者在本文针对新能源消纳的现状进行简要分析，通过分析新能源消纳的关键影响因素，来提出具有针对性的问解决措施，从而实现能源的有效利用。 一、我国新能源的消纳现状 在国外的电力市场中，针对新能源的发展和协调进行了深入的探索，对我国电力改革工作的市场设计具有重要意义。现阶段，在世界各国中，德国在新能源消纳比例方面较高，而德国在政策、技术、管理等方面采取的有效解决措施，对我国电力行业的发展具有良好的借鉴意义，通过新能源网上交易新政策、新能源的自主调节性等方式，来有效的提高新能源消纳比例。而美国的风电装机容量是世界上仅次于我国的国家，主要依靠燃气机组，来实现电力的存储，从而降低风电波动带来的影响，促使风电消纳增加。 相关研究表明，新能源发电的投入成本较低，甚至成本可以负电价报价，而规模较大的新能源出现在市场中，能够降低电力行业市场的出清价。相较于国外的国家，我国资源集中且规模较大，导致新能源消纳的问题现象更加突出。 现阶段，在负荷中心地区进行新能源的发展工作，尤其是分布式光伏发电，已经可以实现发电过程中不存在弃电现象，但是，在风电较为集中的三北区域，仍旧存在严重的弃风、弃光现象。针对我国新能源行业中电价的政策特点和相关问题，结合各类新能源发电技术的特点，提出具有针对性的问题解决方案，并且，针对风能等自然能源的发电机制和市场模式提出了相应的改革建议。 二、新能源消纳关键因素的分析 1、技术层面 在新能源消纳的问题上，如何解决消纳问题是能源利用的关键。随着科学技术的创新发展，技术严重影响新能源的消纳能力。现阶段，我国能源利用过程中，普遍存在新能源生产系统死板的问题。因此，为了有效的解决新能源生产系统死板问题，要注重从技术层面上进行问题解决。同时，在新能源消纳问题方面，也可以从技术层面着手，来提高新能源的消纳能力。 2、市场层面 现阶段，在我国存在严重的新能源产能过剩问题，虽然，从技术层面上，能够有效的减少新能源产能过剩的现象，但是，在市场层面上，能够直接的解决新能源产能过剩的现象。 3、政策层面 新能源属于新兴资源，是需要国家政策和财政部门扶持的发展市场。再结合新能源自身的特点，实现行业的快速发展。因此，在新能源行业发展过程中，遇到相关问题时，可以在政策方面给予适当的支持。国家政策能够引导市场需求的走向，以及行业的发展趋势。同时，国家出台的相关政策法规，能够有效的引导新能源行业的发展，以及有效的解决新能源的消纳能力。 三、新能源消纳解决措施 1、技术层面 技术是影响新能源消纳能力的重要因素，所以，在针对如何提高新能源消纳能力，要注重从技术层面入手。在技术层面上，由于发电系统较为死板，以及用电的需求量被忽略，导致每天都生产相同的电量，从而出现能源过剩现象，或者供不应求现象。 因此，利用技术层面来提高新能源的消纳能力，首先，要注重提高系统的灵活性，促使系统能够灵活的针对不同的能源需求，在此基础上，生产相同的电量，从而降低新能源生产过剩的问题。其次，要注重互联网技术的应用，通过建设互联网平台，来构建信息化的行业市场环境，从而有效的提高新能源的消纳能力。 2、市场层面 在解决新能源产能过剩的问题时，不仅要从源头上解决新能源产能过剩现象，还要从市场层面上提高新能源消纳能力的协助作用。在技术层面上采取的解决措施，虽然，能够有效的减少新能源浪费的问题，但是，新能源产能出现过剩现象时，就要充分考虑新能源的消纳问题。现阶段，我国东部土地资源紧张，而西部土地资源丰富，由于新能源的占地面积较大，因此不会大规模建立在东部沿海地区，但是，东部沿海地区却是用电需求量最大的地区。针对新能源消纳问题，就可以利用东部沿海地区的电力消费市场来解决这个问题。 3、政策层面 虽然，在解决新能源消纳问题方面，可以使用技术方式和市场方式来解决这个问题，但是，在新能源消纳问题的解决过程中，仍旧存在部分企业无法解决的问题，这就要求国家要出台相关政策法规，引导新能源行业的发展，以及其消纳产业的发展。同时，通过国家以及政府出台的相关政策，有利于研发探索出解决新能源消纳的技术，而这些研发的新技术，能够有效的从源头上降低新能源产能过剩的问题现象，并且，这些相关的政策法规，也能够避免市场出现混乱现象。 结语 综上所述，随着我国能源的快速发展，虽然，在能源利用方面取得了显著成就，但是，在能源利用过程中存在严重的产能过剩现象。因此，为了有效的解决新能源产能过剩现象，要注重从技术、市场、政策方面提出有效的解决措施，有利于提高我国新能源消纳的水平，从而促进我国新能源行业的持续发展。 参考文献 [1]于雄飞,孔大喜,徐国新.基于战略视角看待火电与新能源消纳之间的矛盾[J]. 中国能源,2017. [2]舒印彪,张智刚,郭剑波,张正陵.新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J].中国电机工程学报,2017,1(37):1-8.
提高新能源消纳能力的电力系统调度研究 发表时间：2018-11-16T20:52:59.000Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：代涛涛朱卫卫黄培龙[导读] 摘要：如今大规模新能源接入电网消纳的模式在国内外得到了良好且迅速的发展，已开始展现出极为显著的社会及环境双重效益。 国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐 843000 摘要：如今大规模新能源接入电网消纳的模式在国内外得到了良好且迅速的发展，已开始展现出极为显著的社会及环境双重效益。因此，当代电力行业在发展的过程中，应提前从电网的设计、规划等方面考虑新能源接入后对电网的影响，且应注重基于新能源消纳的基础上构建相应的电力系统调度，以期达到良好的系统运行及新能源消纳状态，并就此达到电力系统调度优化目标。本文对提高新能源消纳能 力的电力系统调度进行分析研究。 关键词：电力系统；新能源；消纳能力 1新能源消纳概念分析 新能源消纳与完全接纳新能源间存在着一定的差异性，即新能源消纳不等同于不惜一切代价接受新型能源，因而在对当前新能源进行应用的过程中应注重对消纳新能源因素展开全面的行为调查，继而通过对调查结果的整合实现能源的平衡发展状态。在电网规划工作开展的背景下，网架结构的选择将在一定程度上影响能源消纳能力的提升，因此，电力规划专业在电网发展的过程中不断完善电网规划方法，继而在此基础上达到稳定的系统运行状态，力求最优的新能源消纳能力。 另一方面，电网企业将规划的电网规划情况以及新能源最大接纳的能力报备至政府，在政府部门的指导下，电网企业与新能源发电企业共同在接纳“红线”允许的范围内互相磋商，以满足最大、最优的新能源接入发电。对于超出电网接纳能力的新能源规划建设部分，应坚持杜绝接入。待政府、电网企业、发电企业共同协商，对电网形成新的规划、提高电网对新能源接纳的能力后，方可允许新增新能源发电企业再行接入。以此形成良好的“三方会谈”机制，共同促进电网及新能源的良好发展。 新能源消纳概念的提出，大大增加了电网规划、外界协调等难度。只有提高重视程度，规划理论结合电网生产运行实际，不断的积累经验，真实了解供需矛盾，才能满足电网对新能源的最优接入，满足大规模新能源发展的迫切需求。 2研究现状 2.1现阶段常见新能源发电形势分析 目前，新能源应用最为广泛的两种类型：风力发电以及光伏发电两种类型。 首先，风力发电形式的角度上来说，2017年出台的《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》，明确提出2017至2020年，全国计划累计新增风电装机11041万千瓦，2020年规划并网12600万千瓦，到2020年，我国风电装机将达28600万千瓦。因此，我国对于风力发电这种新型能源的政策引导力度不断加强，风力发电项目建设力度正呈现出较为显著的发展趋势，继而导致大规模风电并入电网的情况，在风电装机大省出现供需关系的微妙变化，同时受制于外送断面等电网安全约束，弃电矛盾日益突出。 其次，从光伏发电形式的角度上来说，我国在有关这种新能源发电形式的研究与应用比较成熟。2017至2020年四年的光伏电站建设规模共计8650万千瓦，为国内光伏市场提供了明确的市场规模预期，对光伏发电市场的发展具有有效的引导作用。同样，受制于电网接纳能力及电网安全约束，弃电矛盾将日益突出。 2.2新能源发电侧储能系统 由于新能源发电具有间歇性、波动性和难预测性的特点，大规模的接入势必导致电网调节困难，因此会造成大量的弃光弃风问题，在新能源发电侧增加储能系统可以很好的解决这些问题，把消耗不掉的电量储存起来，在发电不足或用电高峰时放出，可以使发电趋于平滑、稳定。具体解决方案有主要两种，第一是各新能源场站建设分布式存储装置，举例说：各新能源电站增加储能装置，这个储能装置可以充分按照电网供需情况进行调节，可以使多余新能源电力进行存储，在电网需要的情况下按需进行送出，这种方案的好处是电力分布式储存，投资较为分散，并由各新能源场站承担，但不便于电网管理和调度，部分场站的储能装置若因检修或者其他原因停运，造成的缺额电网企业无法掌握，可能导致电网调峰容量的不足。第二种是在新能源弃电侧建设抽水蓄能电站，抽水蓄能电站与一般水力发电站不同，不同之处在于抽水蓄能电站有上、下水库、发电机（抽水机）组成，故其具备存储电力的能力，这种方案需要增加大量设备，场地限制，投资成本较高，因其实现方式为集中控制，方便电网调度及对其备用数据的掌握，对电力系统的负荷变化做出迅速反应，对电力系统的频率也能起到很好的调整作用，在大规模新能源装机的电网中，抽水蓄能电站可以使电网成为高质量、高稳定性的电网调峰手段，便于电网企业管理和充分使用。 3新能源消纳调度模型 在该系统中，消纳的范围往往是因需而变的，对于某一特定阶段来说，风力转换成电力的最大值一般都具有固定性特点。这也就是说，这一阶段的消纳上限只适用于本阶段，不用对其进行阶段延用，否则会出现数据错误的情况，进而影响整个转化效率。因而，该系统进行阶段化负荷检测十分必要。 对于系统负荷检测，必须要清楚系统的状态、能量接收、消纳等的数据，在保证数据不变的前提下，对负荷容量进行演算、推测，并设计出最能节省成本的方案。至于演算的公式依据，则如下： 对于该公式的设定，是以各数据趋于完美情况为基础的，因而，这种公式所得出的最终成本数据无限接近于零。这显然与现今的经济投资现状不符。因而，在实际的过程计算中，我们还要考虑机组问题，确定机组出力情况，并根据该项数值进行范围界定，尽量保证该范围处于可控情况之内。除此之外，我们还应该对风电转换的能量和时间进行预测，确定其消纳的大概范围，与最终的实际消纳形成对比，保证二者之间差距不会过大，实现成本控制的高效化。最后，本系统的工作还应该具有在线安全校核，这就要求控制人员在进行实际操作时，控制好风电转化的容量和速度，保证二者之间始终处于平衡状态。同时，相关人员还要对能源的接收和转换过程进行实施监督，保证传输的稳定性。 4新能源消纳与常规机组调度模型
可再生能源并网发电研究报告 本报告首先结合可再生能源发电自身局限性、并网运行时对电网造成的不 利影响以及市场机制调节作用分析了目前可再生能源并网发电面临的阻碍。重点针对风电、太阳能发电、生物质发电、分布式能源发电等领域，从产业发展的宏观角度，对我国的可再生能源并网发电政策、发展现状和产业发展过程中存在的问题，进行了深入分析，并展望了未来发展趋势，给出政策建议。 可再生能源并网发电面临的阻碍 1、自身局限性 （一）发电稳定性问题 如小水电的发电能力随雨量变化而变化，各地还各有其特点，不但丰水 年枯水年不同，全年也有季节性变化。即便一日之间，其可用的来水量也有很大的不确定性。由于库容不大，下级径流电站几乎无调节性，风能发电的稳定性较小水电更差，需要电网来支持。太阳能只能白天发电，照射量的强度和角度一日间也有变化。云层移动和厚薄的变化等，都会影响其发电功率，不满足工业用电的稳定需求。 （二）调频调压能力有限 调频调压能力有限。常规能源发电机组对电网调频和调压有着重要的作 用，而目前可再生能源机组由于容量较小，很多小电站无人值守，所以无法参与系统调整，即便参与调节，其调节能力也极为有限。至于风电机组，当系统运行参数超过一定范围时会自动停机，如果运行条件进一步恶化，还可能造成电网稳定雪崩效应。 （三）地区差异大 地区差异大。如小水电集中在四川、广东、浙江、湖北等南方省份。中 国虽是风能资源丰富的国家，仅次于俄罗斯和美国，但主要分布在东南沿海、山东半岛、辽东半岛及海上岛屿、内蒙古等。我国西藏、青海、内蒙古等高原的年太阳辐射热量和日照时数均较高，属太阳能资源丰富地区，东部、南部及东北等地区为太阳能资源较丰富和中等地区，四川盆地、贵州等地太阳能资源稍差#受原料收、储、运体系的限制，稍有规模的生物质能发电项目集中分布
2019年中国新能源消纳专题报告●上篇 2019年8月
◆市场普遍认为，当下中国新能源发展面临两大约束条件——补贴和电网消纳。特别是当进入“十四五”补贴约束消除之后，电网将成为新能源发展的最重要 约束条件。我们经过前期调研和模型测算，发现事实并非如此。短期来看，消纳新能源的核心因素是需求，即发、用电量增速，新增用电量中新能源的比例尤为重要。长期来看，是否有市场化机制，确保低边际成本的新能源电力在存量市场替代传统能电力，决定了中长期新能源的发展空间。◆过去几年，扣除电网消纳措施后新增用电量中新能源所占比重比例远低于市场想象，仅为10%左右，腾挪空间很大。2018年我国用电量自然增长带来的风电、 光伏发电量增量约为546亿千瓦时，占全社会新增发电量增量比例仅为10%。我们预计，2019-2020年我国用电量自然增长带来的新能源电力消纳量分别为509/713亿千瓦时，占比分别提升至15%-20%，新增用电量中新能源所占比重能否大幅度提升，将是今明两年新能源消纳空间的重要决定力量。 图、2020年国网消纳措施边际改善明显，新能源电力消纳大幅度提升 资料来源：国家电网 1211 1209 1679 200400600800100012001400160018002018 2019E 2020E 全社会用电量自然增长 国网清洁替代 国网电能替代 国网火电灵活性改造 国网抽水蓄能 国网特高压跨区跨省输送、省间电力交易 国网省内市场交易 各类因素带来的电力消纳增量（亿千瓦时）
◆2019年消纳形势最为严峻，但仍然能够保证风+光合计70GW 空间。2020年将大幅度改善，电网保限电率对新能源压制作用持续递减。国家积极促进新能 源消纳主要措施包括：火电灵活性改造、抽水蓄能电站建设，特高压输电通道建设等，2018年电网通过以上消纳措施新增新能源电力消纳659亿千瓦时，2019年由于电网限电率需要直接降至5%以下，叠加用电量增速可能不及预期，因此形势最为严峻。2020年，限电率不再大幅度下调，且各项消纳保障措 施边际作用逐步强化，国内新增风电消纳空间分别为27.2/34.4GW ，新增光伏消纳空间规模分别为47.9/56.3GW 。 ◆投资建议：电网积极促进新能源消纳，叠加用电自然增长带动的新能源发电量增长，新能源发展有望步入良性轨道。风电、光伏行业加速平价，落后产能逐 步退出，行业集中度有望进一步提高。推荐：隆基股份、通威股份、金风科技、天顺风能。◆风险提示：国网促进新能源消纳的措施落地进度不及预期；全社会用电量增速大幅度减缓。 图、预计2019-2020年我国风电装机规模分别为27.2/34.4GW 资料来源：国家电网 图、预计2019-2020年我国光伏装机规模分别为47.9/56.3GW 资料来源：国家电网 20.3 20.3 20.3 29.827.2 24.7 37.934.4 30.9 0.0 5.010.015.020.025.030.035.040.045.050.0乐观 中性悲观 2018风电装机规模 2019风电装机规模 2020风电装机规模 44.2 44.2 44.252.447.9 43.4 62.156.3 50.5 0.0 10.020.030.040.050.060.0 70.0 80.0乐观 中性悲观 2018光伏装机规模 2019光伏装机规模 2020光伏装机规模
提高新能源消纳能力的电力系统调度分析 摘要：新能源，重点在"新"，这不仅指其出现的时间短，更是指其产生的效应有 别于传统能源。因而，这种能源一经发掘，就被广泛的投入生产。但是，因为种 种原因，这种能源在实际生产中却没有发挥其应有的效力，究其根本，还是消纳 过程中出现了问题。本文旨在从各电力出发，探索其研究现状，并对各系统的消 纳成本进行规划和控制。 关键词：新能源；消纳能力；电力系统调度 当前，我国的主要发电方式是火力发电，火力发电会消耗大量的煤，给环境 造成污染，同时也造成了化石能源短缺的问题。随着能源和环境政策的转变，电 力企业的生产与电能使用的格局也发生了根本性的变革，新能源发电也逐渐由电 力系统的补充能源角色向替代能源角色转变。新能源具有清洁度高、可再生的特点，但是，其在使用的过程中实际的接收能源和能源的转换之间存在着差异，造 成成本的浪费，而且降低了整个转换过程的可靠性与安全性。因此，需要对转换 过程各电力系统的能源分配进行研究，从而提升新能源消纳能力。 一、研究现状 1.1风电型系统 在整个电力调度的过程中，风和火是重要的动力来源。然而，利用火力会造 成高污染，这就违背了发展的持续性和清洁性的相关原则。在风电产生之后，极 大地改善了环境协调的情况。风能产生于自然，依托于自然强大的创造能力，所 以就具有“无尽”的特性。与此同时，这种能源没有实体化形态，电力转换时不会 出现污染现象，这样不仅保证了能源消纳过程的环保性，而且也保证了消纳结果 的高收益性。然而，要利用来自于大自然的能源，也就意味着该种能源的产生时 间和产生质量会受制于自然，具体就表现在风能利用时间的不稳定性，利用效率 也不稳定。 1.2太阳能、风能的发电 能源使用不再依托于某一个单一能源，而是将所有可用能源进行了配对重组，形成两两互补的形式。这种模式旨在强化发电的效率，实现资源之间的互补与优化，以风和光为例，使用风能存在不稳定性，而光具有一定的稳定性和持续性， 这就很好地弥补了风能使用的缺陷。然而，虽然稳定性的问题得以解决，却出现 了电力供应不足的现象。同时，风、电、水等的结合虽然会产生稳定性强、流量 充足的电力，但这种大流量却也对系统造成了较大的冲击力，使得系统超负荷运转，造成了系统原本消纳能力得不到充分发挥的结果。 二、电网新能源消纳 由于发电厂（火电、水电、核电、风电等）发电后都会经过电网进行传输， 不能对电能方便地进行储存，若当时不用掉就会造成资源的浪费，因此这就需要 将剩余的电能经过电能调度输送到有电能需求的负荷点，这个过程就称为能源的 消纳。电网、负荷、电源是影响新能源消纳的关键因素，要提升新能源的消纳能 力可以从电力系统调度入手进行分析和研究。 三、风电系统调度模型 在风电系统中，能源的消纳范围往往是根据需要而变化的，对于某一特定的 阶段来说，风力转换为电能的最大值一般具有固定性的特点。也就是说，在这一 阶段消纳的上限只适用于本阶段，不需要对其进行阶段延用，否则数据会出现错误，影响整个的转化效率。因此，对风电系统进行阶段化的负荷检测十分必要。
分布式发电有望解可再生能源并网难题 一直以来，政策的缺失以及不到位，一直影响着我国可再生能源的发展，国家能源局组织制定的《可再生能源发展”十二五”规划》于2012年8月正式发布。专家表示，总体目标中，水电以及光伏的装机量提升较大，随着分布式能源此次也将被提上议程，并网瓶颈有望突破，将大大促进可再生能源健康发展，并避免出现大规模产能过剩。 ——水电“十二五”期间迎开工高峰 我国“十二五”时期可再生能源发展的总体目标是，到2015年，可再生能源年利用量达到4.78亿吨标准煤，其中商品化年利用量达到4亿吨标准煤，在能源消费中的比重达到9.5%以上。水电装机容量将达到2.9亿千瓦，累计并网运行风电1亿千瓦，太阳能发电2100万千瓦，太阳能热利用累计集热面积4亿平方米，生物质能利用量5000万吨标准煤。 国家能源局新能源司司长王骏表示，此次确定的基本原则是要将市场机制与政策扶持相结合、集中开发与分散利用相结合、规模开发与产业升级相结合。 与其他能源相比，此次《规划》中水电目标尤其引人注意，“十二五”期间有望迎开工高峰。方正证券电力设备行业分析师姚玮表示，2011年我国水电装机总计已达2.3亿千瓦，在建及新开工约6700万千瓦，“十二五”完成2.9亿千瓦的目标已基本无悬念。而为实现2020年的4.2亿千瓦装机目标，意味着近五年必须新建或开工年均为2400万千瓦（水电提前5年开工），平均大约是“十一五”期间的3倍。 据了解，今年初能源局明确今年水电核准新开工目标2000万千瓦，同比增57%。今年上半年水电投资完成额553亿元，同比增46%。前7月发改委已核准了金沙江、大渡河等流域7个水电站，总装机约936万千瓦，核准量相当于去年全年的74%。 姚玮认为，国内未来确定建设的水电项目仍非常多，在目前经济形势压力下，水电或将成为稳增长的支柱项目。 ——太阳能规划目标提升大 目前，我国太阳能发电装机容量不过200万千瓦左右，而原先我国对2015年的太阳能发电目标是1000万千瓦，一度有消息称提升到1500万千瓦，而最终这一规划将目标定位2100万千瓦。 对于2100万千瓦的装机目标，业内人士普遍认为比较宽松，去年年底太阳能装机已达到800万千瓦，剩下还有1300万千瓦，即四年平均每年增长400万千瓦-500万千瓦，相对容易实现。 虽然当前我国太阳能产业处于“贸易漩涡”，我国自身利用量并不大，但工信部电子信息产业研究院、光伏产业研究所副所长王世江认为，太阳产业未来前景可观，需要注意发展节奏。今年的新增装机会超过500万千瓦，越往后成本越低、新增装机越多，市场也会越大，2015年的实际装机将超过2100万千瓦。 国家能源局新能源与可再生能源司副司长梁志鹏表示，光伏是新能源中可应用范围最广的能源之一。现在太阳能电价在国内为1元/度，如果光伏发电达到0.6元/度的水平，我国就能为光伏发电提供像风电一样广阔的市场，相信未来3年内，太阳能发电价格将具经济型，在工业、商业、居民生活上有大规模的应用。 但短期来看，分析人士认为，太阳能板块出现系统性机会的必要条件是欧洲流动性危机得到显著缓解。若这一条件无法在2012年看到，则太阳能行业的整合将持续。 ——分布式发电被正式提上议程 此次分布式可再生能源发电也被提上议程，据介绍，“十二五”将建立适应太阳能等分布式发电的电网技术支撑体系和管理体制，建设30个新能源微电网示范工程，综合太阳能等各种分布式发电、可再生能源供热和燃料利用等多元化可再生能源技术，