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西北电网强网架、优调度、攻难点—— 保障新能源高水平消纳

作者:徐海超 张放 来源:国家电网报 发布时间:2025-04-08 浏览:

中国储能网讯:西北地区是我国重要的新能源基地,近年来新能源发电装机规模快速增长。进入“十四五”以来,西北电网新能源发电装机年均增加4500万千瓦,装机规模较“十三五”末增长152%。目前,西北电网总发电装机和新能源发电装机规模均位居全国前列。

近年来,国家电网有限公司西北分部从强化网架支撑、创新运行管理模式等方面加快建设西北新型电力系统先行示范区,提高电网承载力和调控能力,保障新能源高水平消纳。

强化网架结构支撑,促进电力大规模跨省跨区输送

3月23日,±800千伏陇东—山东特高压直流输电工程直流系统带电调试正式启动,涉及试验项目759项。这是全国首个双极高、低端直流系统同步启动带电调试的特高压直流输电工程。该工程是我国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地外送项目,起于甘肃庆阳换流站,止于山东东平换流站,线路全长926.4千米,设计输电容量800万千瓦。工程投运后,将有力促进甘肃的资源优势转化为经济优势,推动陇东革命老区及黄河流域高质量发展,同时更好保障山东电力可靠供应。

“没有强大的交流电网作支撑,直流输电‘高速路’将难以发挥效能。”西北电力调度控制中心主任任景说。此前,该中心抽调各专业技术骨干进驻庆阳换流站配套交流系统调试现场,历时11天累计完成128项调试项目,实现了交流系统提前半年投产,为陇东—山东特高压直流输电工程直流系统启动带电调试打牢了基础。

配套火电可有效平抑新能源发电功率波动,保障直流输电系统持续稳定运行。3月5日,华能正宁电厂1号机组168小时满负荷试运行结束,性能指标全面达标,进入商业运营阶段。12日,电厂2号机组首次并网,开展各项启动调试工作。电厂全面投产后,将为陇东—山东特高压直流输电工程提供稳定电力支撑,增强区域电网安全性和可靠性。

当前,±800千伏宁夏—湖南、哈密—重庆特高压直流输电工程正在加快建设。此外,青藏直流二期扩容工程今年也将启动。这些工程投产后,西北电网直流外送线路将达14回,总容量9531万千瓦。国网西北分部将做好新建特高压直流送端交流系统及配套电源送出工程的调试,保障直流工程“建成即满送”。

创新运行管理模式,保障“沙戈荒”大基地安全运行与电力送出

目前我国规划的三批次“沙戈荒”大型风电光伏基地(以下简称“沙戈荒”大基地)总规模为2.32亿千瓦,其中西北地区规模为1.18亿千瓦,占比达51%。截至3月底,西北地区“沙戈荒”大基地已投产6475万千瓦,预计年内完成剩余规模投产。“沙戈荒”大基地大多位置偏远、环境恶劣,且在极小的地域范围内集中接入大量新能源,给电力系统安全稳定运行及电力调度带来严峻挑战。

国网西北分部创新“沙戈荒”大基地调度运行管理模式,将配套火电、新能源与直流打捆形成独立控制区,灵活调节内部资源,确保直流稳定外送,富余能力向全网开放,并通过市场化手段实现上述设计。“我们将推动建设全国首个‘沙戈荒’短期平衡电力市场,服务风光火储相互调节需求,支撑‘沙戈荒’大基地稳定运行;推动‘沙戈荒’大基地电源富余能力参与省间辅助服务、省间现货等跨省跨区电力交易,促进资源在更大范围内优化配置。”西北电力调度控制中心计划与市场处副处长高敏说。

面对“沙戈荒”新能源大规模并网带来的一系列电网稳定问题,国网西北分部推进新能源仿真模型实测建模,持续提升仿真计算精度,并推动首个宽频协同防控系统在西北地区的“沙戈荒”大基地实现全覆盖;研发“沙戈荒”大基地智慧电压控制功能,破解了大基地电压控制难题,保障基地安全运行与电量高效送出。西北电力调度控制中心系统运行处处长程林介绍,智慧电压控制功能自3月份上线试运行以来,将±800千伏上海庙—山东特高压直流送端近区电网电压合格率提高至99.8%,并显著降低了电压波动率。

深化网源协调管理,增强新能源电源涉网安全性能

随着新能源发电占比不断提高,新能源电源需逐步承担起主体电源的安全责任,实现从跟网到构网的转变,根据系统稳定运行需求提供相应的安全支撑。

国网西北分部前期在青海、陕西等地的新能源基地累计开展了超2500万千瓦规模的新能源发电机组暂态性能优化试点改造。新能源发电机组经过改造后,涉网性能显著提升,在保障电网安全运行的同时提高电网外送能力近500万千瓦。然而,新能源电源投产后再改造,不仅工作量大,也增加了新能源场站运营成本。

针对这一问题,国网西北分部创新推行“先优化、再并网”的新能源暂态性能优化工作模式,并逐步在陇东—山东、宁夏—湖南、哈密—重庆三项直流工程的配套新能源基地开展规模化应用。国能宁夏龙源新能源有限公司副总经理常耀华表示:“相较于传统的暂态优化‘先并网、后改造’方案,在并网前提前做好参数优化配置,能显著降低我们后期的整改成本及设备运行风险,为项目高质量投产提供了有力保障。”

“伴随着新能源持续快速发展,相关新技术、新业态不断涌现。以庆东直流为例,其配套翼珍、翼展100万千瓦新能源场站采用了全国首例风光同场共馈线接入方式,有助于降低建设成本,但风电、光伏发电的耦合影响也给调度运行及涉网安全等带来了一系列挑战。”中国电力科学研究院新能源所分布式新能源应用技术研究室主任陈宁介绍。

在国家电力调度控制中心的统筹下,国网西北分部联合中国电科院、国网甘肃电力等单位,研究并编制了国内首个风光同场共馈线涉网性能技术要求与测试规范。2024年11月29日,国内首个大型风光同场共馈线新能源场站人工短路扰动试验在翼珍、翼展100万千瓦新能源电站完成,验证了大规模风光同场共馈线新能源涉网性能和仿真模型参数的准确性,为后续同类新能源项目并网提供了参考。

“沙戈荒”大基地稳步建设的同时,配套的电力外送通道也在加快建设。国网西北分部正深入探索创建“沙戈荒”大基地独立控制区调度运行模式,提升适应新能源发展形势的能力,服务新能源高质量发展。

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关键字:西北电网

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