新能源并网

​构建新型电力系统是我国电力系统转型的重要方向，也是实现碳达峰、碳中和目标的关键途径。新型电力系统建设背景下，新能源的大规模接入，将导致系统特性发生变化，电力系统必须具有强大灵活的调节能力，确保新能源并网后实现发用电平衡。而建筑负荷，则蕴含着巨大的调节潜力。

近日，沧州市人民政府印发关于贯彻落实全省稳定经济运行的一揽子政策措施的通知。文件中提出，加快新能源重点项目建设。2022年新增新能源并网装机60万千瓦以上。有序推进渤海新区等5个整县屋顶分布式光伏试点建设，按照省规划布局推进新型储能项目前期工作。关注全省风电政策，及时沟通对接，有序推进全市风电项目。

在构建新型电力系统的两个阶段，我国的工作重点都将围绕推动煤电的优化与退出、综合施策提升电力系统灵活性、强化分布式能源与微电网的发展格局、大力发展电制衍生品技术和新一代发电与供热技术，以及促进循环经济和“新能源+”的发展上。但两个阶段的侧重点有所不同，在1.0阶段，更多的是侧重调整煤电的发展方向和解决电力系统灵活性不足的问题，以满足大规模新能源并网消纳需求，加速电力行业自身的脱碳进程。在2.0阶段，更多的是侧重全新的技术、生产与消费方式、商业模式的发展与推广，以及电力行业与其他行业的深度融合等，以发挥电力行业的基础性地位，带动工业、交通、建筑等各个部门的低碳可持续发展。为保障新型电力系统的建设，我国需建立现代化的能源管理体系，持续提升政府部门的行政治理水平；需构建高效运转的电力批发市场和多样化的电力零售市场，保障新能源渗透率不断提升的电力系统运行的安全性、可靠性和经济性；需高度重视科技研发与创新，推进关键能源技术取得突破；需完善碳市场和可再生能源消纳责任制，以市场化的手段倒逼煤电的转型与退出，提升新能源项目的经济性；需大力推动公正转型和加强宣传教育，以促进经济社会的包容性发展，调动一切积极因素，探寻构建新型电力系统的最佳实践和最优之路。

为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求，设计了双重自适应系数，并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数，前者可提高系统动态特性并增强适用性，后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡，能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度，可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求，具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后，通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。

新能源并网将不断挤占常规机组开机容量，降低系统转动惯量和调频能力，导致频率变化加快、波动幅度增大，因此需要新能源机组提供主动惯性支撑。但是新能源机组动态特性完全不同于同步发电机，传统摇摆方程已难以全面刻画新型电力系统频率受扰后的动态过程。为此，建立新型电力系统的惯量模型，可以准确刻画同步发电机、跟网型和构网型逆变器的惯量响应过程。提出惯量的实时测量方法，采用改进多项式曲线拟合法和系统辨识法，实现了对系统转动惯量和区域内惯量的准确感知。最后通过仿真，对新型电力系统等效惯量进行了量化评估，验证了所提的测量方法和数学模型的有效性。 Integration of new energy sources will continuously encroach upon the startup capacity of conventional units, reducing system's rotational inertia and frequency regulation capabilities. This leads to accelerated frequency changes and increased fluctuation amplitudes. Therefore, it is imperative for new energy units to provide active inertia support. However, the dynamic characteristics of new energy units differ significantly from synchronous generators, making traditional swing equations inadequate to fully reflect the dynamic process of frequency response in new-type power systems after disturbances. Therefore, an inertia model for new-type power systems is established to accurately characterize the inertia response process of synchronous generators, grid-following inverters, and gridforming inverters. A real-time inertia measurement method is proposed, which employs an improved polynomial curve fitting method(PCFM) and system identification method to accurately identify the system's rotational inertia and regional inertia. Finally, through simulation, a quantitative assessment of the equivalent inertia of new-type power systems is conducted, and the effectiveness of the proposed measurement method and mathematic

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法，建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标，并设定火电机组的不同调峰深度，对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算；通过提升火电机组深度调峰能力，可有效降低新能源弃电率。

在中国提高新能源并网率、助力“碳达峰、碳中和”目标的背景下，实现电力资源的跨区域配置，有利于发挥不同区域间的资源互补效益，提高互联电网的整体新能源消纳能力。针对当前出清方法难以实现跨区备用辅助服务资源配置的难题，提出了一种联合考虑电能量与备用辅助服务的联络线可行域构建方法，并提出了计及跨区备用辅助服务互济的互联电网协同市场出清模型。通过在联络线可行域中考虑跨区备用辅助服务互济约束，完整刻画电能量-备用辅助服务交易空间，并通过互联电网协同出清实现备用跨区配置。基于某区域互联电网算例表明，所提方法可成功实现跨区备用资源的优化配置，进而整体提升互联电网的新能源消纳能力与综合运行效益。

在“双碳”目标提出的背景下，新能源机组在电力系统中的并网规模逐步增加；而随着社会经济的持续快速发展，负荷类型日趋多样化，负荷需求不断提高，这就导致电力系统中源荷两端出力与用能的不确定性与不匹配性特征愈发明显，系统对灵活性调节资源的需求不断提高。储能技术是提升电网灵活性、优化新能源并网友好性的重要手段。提出一种考虑充放电寿命的电化学储能规划配置与运行模拟模型，以及基于精细化生产运行模拟的规划方案评估方法，为新型电力系统中受端电网的储能布局与配置提供了理论支撑。算例表明：加入储能后，可以降低系统运行成本与温室气体排放，显著提升系统可靠性与新能源消纳能力。

新型电力系统建设背景下，海量新能源并网对现有电网调度运行模式带来巨大挑战。为解决新能源功率波动性和不确定性对电网实时功率平衡带来的失负荷风险，基于风险抑制理论提出电网弹性运行模型（risk limiting based resilient operation，RLB），并针对求解概率型约束的难题给出解决方案，提升电网运行弹性。通过推导RLB的3种中间态模型及其解析解，提出基于中间态模型迭代的RLB求解算法，并对其全局最优性给出严格证明。基于IEEE 6节点和25981节点实际区域电网算例，分析了系统灵活性、预测精度和系统弹性之间的关系，指出提升新型电力系统运行弹性的前提是足够的系统灵活性和预测精度。

为了保障大规模新能源并网时电网系统的稳定运行，减少弃风、弃光，首先分析了平抑新能源并网功率波动的手段，引入了新能源以任意功率并网后能够评估交流系统电网强度的运行广义短路比。其次，给出了基于日前、日内、实时3个时间尺度新能源并网调度计划策略，建立了以运行调度成本最小、运行广义短路比最大、联合输出功率波动最低为目标函数的多时间尺度新能源并网调度计划模型。最后，以火电机组、新能源场站、储能电站和高载能负荷等所构成系统为例，仿真验证了所给策略和模型的有效性。