特大型新能源基地面臨挑戰及未來形態演化分析

文章導讀

在推動中國新能源高質量躍升式發展背景下，大規模新能源開發、匯集和遠距離輸送成為新能源建設的重要路徑之一，特大型新能源基地成為未來的重要形態，探討針對特大型新能源基地的可能形態及其演化路徑具有重要價值。本文研判特大型新能源基地未來可能的源、網形態特征及其規劃面臨的挑戰，為我國特大型新能源基地近中期規劃和可靠運行提供參考。

文章亮點

1）提出了特大型新能源基地源側、網側未來形態特征。未來特大型新能源基地需具備趨近同步機的技術特征，需具備頻率、電壓、慣量等支撐能力，高/低壓穿越能力以及功率調節能力等；由于新能源電源單機容量小、電壓低，網側逐級匯集、傳輸的本質不會改變，仍分為匯集網絡和輸送網絡，但電網柔性化水平即電網對電源、負荷的適應能力應逐步提高。

2）研判了特大型新能源基地面臨的挑戰并提出關鍵支撐技術體系。特大型新能源基地系統強度弱、靈活性不足、源網協調運行矛盾突出，亟需規劃和運行技術的升級和強化。規劃技術方面，針對性提出源網協調規劃、靈活性專項規劃和系統強度提升措施的優化配置技術等規劃支撐技術；運行技術方面，提出資源-氣象多源信息耦合的多時空尺度功率預測、多時間尺度協調滾動優化調度、主動控制技術與智能運維等關鍵運行技術。

3）開展了張北特大型新能源基地源網形態演化路徑預判及關鍵支撐技術分析。2025、2028、2030年張北特大型新能源基地源側形態分別以新能源+交流同步機、構網型新能源+儲能、新能源+儲能+氫能為主，網側形態分別為交流匯集-交流送出、交流匯集-柔直送出、交直流互聯匯集及送出為主。規劃技術方面，隨著張雄特高壓擴建為“兩橫一縱”特高壓交流網絡規劃實施，將連接蒙西和蒙東新能源+火電打捆基地，其穩定特性將發生改變，存在張北新能源基地送端系統電壓、頻率、寬頻振蕩等穩定問題。可采用調相機+新能源主動支撐+構網型儲能+SVG等技術組合，提升“兩橫一縱”特高壓交流網絡強度和慣量支撐能力，解決新能源安全外送問題。運行技術方面，張北特大型新能源基地應引入并持續深化AI技術在提高新能源多時間尺度功率預測精度、供電保障能力和優化調度方面的研究與應用。在新能源電站涉網控制性能、運維可靠性等方面也應利用各類數字化新技術不斷提高智能化水平。

主要內容

特大型新能源基地未來可能形態包括源側、網側形態。

圖1特大型新能源基地電源可能的形態預判

特大型新能源基地電源結構以新能源為主體，其中大量存量場站仍將以跟隨型并網方式接入系統，但將通過改進變流器并網策略、增加新型無功補償裝置、增加調相機、改進場站控制策略等方案，提高場站電壓穿越能力、一次調頻性能，提高對系統的電壓和頻率穩定支撐能力。

圖2特大型新能源基地匯集網絡預判形態

給出特大型新能源基地匯集網絡未來可能的4種形態。

圖3特大型新能源輸送電網預判形態

給出特大型新能源基地輸送網絡未來可能的4種形態。

圖4特大型新能源基地系統規劃關鍵支撐技術

特大型新能源基地系統規劃關鍵支撐技術包括源網協調規劃技術、靈活性資源規劃技術和系統強度校核提升規劃技術。

圖5特大型新能源基地運行場景關鍵支撐技術

特大型新能源基地運行場景關鍵支撐技術包括資源-氣象多源信息耦合的多時空尺度功率預測、多時間尺度協調滾動優化調度、主動控制技術與智能運維技術等。

圖6張北特大型新能源基地形態演化及關鍵支撐技術

以張北特大型新能源匯集區為例，結合其資源稟賦分析新能源基地現狀并研判未來源網形態發展趨勢，并提出支撐張北特大型新能源基地發展的關鍵支撐技術體系。

審核編輯 ：李倩