高比例可再生能源并网电力系统的基础
关于新型电力系统部分特点的思考
关于新型电力系统部分特点的思考摘要：新型电力系统建设是我国电力行业的重大转型，其需求来源于经济社会发展，其实现依赖于电力系统运行机理的改进。
从近 10 年电力系统的发展历程和阶段性目标分析出发，基于“双碳”目标，对新型电力系统的电源构成、特点及运行模式进行逆向推理和分析，进而分析新运行模式下的部分关键技术需求。
指出：为了实现“双碳”目标，电力系统电源构成必须进行巨大调整，特别是在2030 年之后；在新型电力系统中，发电侧将以新能源为主体，用户侧将出现大量产销者并呈现大量分布自治的形态，能源互联网将成为新型电力系统的基础支撑，电网调度将主要基于市场化机制实现；新型电力系统的建设在电力电量平衡、系统安全、有源配用电网管控、新能源发电和并网、电力交易和调度等方面迫切需要相关创新技术的支撑。
关键词：新型电力系统；部分特点；思考引言为了保障碳达峰和碳中和“双碳”目标的实现以及能源的可持续发展，近年来，以新能源为主体的新型电力系统的建设日益加快。
高比例新能源的渗透对电力系统产生了多方面的影响，国内外研究者已开展了较多研究。
文献系统总结高比例可再生能源电力系统中的重要科学问题和理论框架。
文献分别对高比例新能源渗透下电力系统的惯量变化及其应对技术、交直流混联配电网的优化运行与安全保障等进行分析和总结。
1电力系统的发展历程和目标对于电力系统的发展历程，从不同的角度可以将其划分为不同的阶段。
展示了从 2010 年“加强智能电网建设”提出以来，电力系统不同发展阶段的建设内容和核心目标。
中的建设内容和核心目标具有阶梯型和延展性的特点。
例如：智能电网到 2020 年才完成“引领提升”，且成为后续发展阶段的基础支撑，特高压建设和智能化应用也是电网建设的长期目标；以电网业务应用拓展为目标的全球能源互联网已成为国家电网公司的长期战略目标；清洁化的要求在智能电网建设阶段就已经提出，市场化随着电力体制改革而长期推进。
当前，基于我国电力体制改革和生态文明建设的持续推进，清洁化和市场化成为经济社会对未来新型电力系统建设的 2 个核心要求。
“双高”电力系统稳定性分类探讨 - 副本
四、“双高”特点
4）对频率稳定性的影响。惯性、调速/调频控制性能是决定 频率波动和最低点/谷点(Nadir)、亦即频率稳定性的关键因 素。采用电力电子变流器接口的设备缺乏传统意义上的“惯 性”，可提供更快的一次(primary)频率支撑和更小的调差 特性，但受制于具体控制策略及经济性因素(如MPPT会导 致发电效率降低)。多数研究表明，风电、光伏等可再生能 源发电会削弱系统的频率稳定性，导致稳态时频率波幅大， 故障后频率变化率(rate-of-changeof-frequency，ROCOF) 更大、谷点更低。发展趋势之一是通过升级入网规范(grid code)，增加虚拟惯性和调频控制，或者采用“构网型”变 流控制来改善频率稳定性；柔性直流因其控制灵活性，亦可 附设调控功能来改善频率动态、降低频率波动和偏移。
五、“双高”稳定性分类方法
2004年分类
1982年分类
五、“双高”稳定性分类方法
对 IEEE/CIGRE 2004 年给出的稳定性经典定义和分类及其 对“双高”的适应性，有几点讨论如下：
1）经典稳定性定义中的角度、电压和频率均指工频/基波分量 的角度、电压和频率，对应理想正弦信号的三要素，隐含着 经典稳定性范畴里没有对其他频率或模式的分量做出明确的 定义。
可再生能源并网的技术标准与实践
可再生能源并网的技术标准与实践一、引言随着全球能源消耗的不断增加和环境问题的日益严重，可再生能源作为一种清洁、可持续的能源形式正受到越来越多的关注。
并网是可再生能源发电系统实现商业化运营和规模应用的关键环节。
本报告旨在研究并讨论，以推动可再生能源产业的发展。
二、可再生能源并网的概念与意义可再生能源并网是指将可再生能源发电系统与电力系统连接起来，实现可再生能源的发电并将其纳入电网供应。
可再生能源并网不仅可以减少对传统化石能源的依赖，还能够降低温室气体的排放，对缓解能源危机和改善环境质量具有重要意义。
三、可再生能源并网的技术标准1. 并网电压和频率标准: 可再生能源的并网电压和频率应符合现有电力系统的标准，以确保能源系统的可靠运行和互操作性。
确定合适的并网电压和频率标准是可再生能源并网的关键技术问题之一。
2. 并网保护和安全标准: 为确保并网电力系统的安全运行，必须建立适当的并网保护机制，包括过电压保护、电流保护以及对可再生能源发电系统的接入进行安全评估。
并网保护和安全标准的制定可以有效保障并网能源发电系统的稳定运行。
3. 数据交互和通信标准: 可再生能源并网需要实现数据交互和信息传输，确保可再生能源发电系统与电力系统之间的协调运行。
制定统一的数据交互和通信标准，可以提高并网能源的可管理性和可控制性。
4. 电力市场与发电权交易标准: 在可再生能源并网中，发电权的交易和电力市场的运行是必不可少的。
建立合理的发电权交易制度和电力市场，可以促进可再生能源发展，提高其经济效益。
四、可再生能源并网的实践案例1. 德国可再生能源并网实践: 德国是世界上最先推行可再生能源并网的国家之一。
通过引入激励、建立领导支持机制以及发展较为完善的电力市场，德国成功实现了可再生能源的大规模并网。
2. 美国太阳能光伏发电系统的并网实践: 美国是世界上太阳能光伏发电系统应用最广泛的国家之一。
美国领导通过制定标准和支持，推动太阳能光伏发电系统的并网应用，在促进可再生能源发展的同时，带动了光伏产业的快速增长。
国家能源局关于做好新能源消纳工作保障新能源高质量发展的通知
国家能源局关于做好新能源消纳工作保障新能源高质量发展的通知文章属性•【制定机关】国家能源局•【公布日期】2024.05.28•【文号】国能发电力〔2024〕44号•【施行日期】2024.05.28•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】新能源,电力及电力工业正文国家能源局关于做好新能源消纳工作保障新能源高质量发展的通知国能发电力〔2024〕44号各省（自治区、直辖市）能源局，有关省（自治区、直辖市）及新疆生产建设兵团发展改革委，北京市城市管理委员会，各派出机构，有关电力企业：做好新形势下新能源消纳工作，是规划建设新型能源体系、构建新型电力系统的重要内容，对提升非化石能源消费比重、推动实现“双碳”目标具有重要意义。
为深入贯彻落实习近平总书记在中共中央政治局第十二次集体学习时的重要讲话精神，提升电力系统对新能源的消纳能力，确保新能源大规模发展的同时保持合理利用水平，推动新能源高质量发展，现就有关事项通知如下。
一、加快推进新能源配套电网项目建设（一）加强规划管理。
对500千伏及以上配套电网项目，国家能源局每年组织国家电力发展规划内项目调整，并为国家布局的大型风电光伏基地、流域水风光一体化基地等重点项目开辟纳规“绿色通道”，加快推动一批新能源配套电网项目纳规。
对500千伏以下配套电网项目，省级能源主管部门要优化管理流程，做好项目规划管理；结合分布式新能源的开发方案、项目布局等，组织电网企业统筹编制配电网发展规划，科学加强配电网建设，提升分布式新能源承载力。
（二）加快项目建设。
各级能源主管部门会同电网企业，每年按权限对已纳入规划的新能源配套电网项目建立项目清单，在确保安全的前提下加快推进前期、核准和建设工作，电网企业按季度向能源主管部门报送项目进展情况，同时抄送所在地相应的国家能源局派出机构。
电网企业承担电网工程建设主体责任，要会同发电企业统筹确定新能源和配套电网项目的建设投产时序，优化投资计划安排，与项目前期工作进度做好衔接，不得因资金安排不及时影响项目建设。
能源转型中我国新一代电力系统的技术特征
能源转型中我国新一代电力系统的技术特征伴随着我国科学技术的不断发展与进步，我国能源生产和消费面临转型，以可再生能源逐步替代化石能源，实现由可再生能源组成的清洁、低碳、高效的能源体系，构建新一代电力系统是实现这一重大转变的关键步骤。
基于此，本文就针对能源转型中我国新一代电力系统的技术特征进行深入探究与分析，进一步探讨新一代电力系统研究和发展的方向。
标签：新一代电力系统；智能电网；可再生能源；变革性技术建设清洁、低碳、安全、高效的新一代能源系统是我国新一轮能源革命的核心目标，电力系统以化石能源为主向可再生能源转型，将对能源转型目标的实现起关键作用。
第三代电力系统经过100多年来第一代、第二代电力系统的传承和发展，是推动能源转型发展、构成新一代能源核心系统的电力系统。
高比例可再生能源、高比例电力电子装备以及信息物理深度融合智能化将是新一代电力系统的显著技术。
1、能源转型与电力系统转型的必要性能源转型的过程中，电力系统起什么样的作用？首先，非化石能源在一次能源消费中的占比是一个非常核心的指标。
这一指标就主要依靠电力系统中的非化石能源发电来完成，主要是由水电、核电、太阳能发电、风电和生物质能发电等构成。
所以要想实现国家能源转型的目标，电力系统要首先转型。
通过国家能源发展战略目标来估算电力系统的转型目标。
2020年，能源消费总量是50亿t标准煤，非化石能源占比按15%，人均年用电量按5000kW·h计算，非化石能源的电量占比34.5%。
2030年，能源消费60亿t标准煤，非化石能源占比20%，人均年用电量按6000kW·h计算。
根据结果，预估装机容量要到27亿kW，非化石能源发电量占比接近50%。
2050年，人均消费总量还要降低，按55亿t标准煤，通过提高能源利用效率，可以使能源消费总量降低，经过分析我认为这是能够实现的。
非化石能源占比25%，人均年用电量按9000kW·h计算，预估装机容量要到50亿kW。
考虑不同负荷类型的新型电网源荷协调优化调度策略
考虑不同负荷类型的新型电网源荷协调优化调度策略摘要：本文在确定型多源联合优化调度模型中引入需求响应机制，将负荷划分为居民负荷和工业负荷两大类，针对居民负荷和工业负荷的不同特性，分别建立了考虑用户参与度度的需求响应模型和工业负荷价格型需求响应模型，提出了一种考虑不同负荷类型的新型电网源荷协调优化调度策略，给出了模型目标函数和约束条件的数学表达式。
最后，通过改进的IEEE39节点系统算例验证了该策略的有效性和适用性。
关键词：新型电网；居民负荷；工业负荷；负荷类型；源荷协调；优化调度致谢：感谢国网重庆市电力公司电力科学研究院项目提供支持。
0 引言随着高比例、大规模可再生能源发电并网，多源并存的新型电网格局呈现，对电力系统的适应性提出了更高的要求和挑战的同时，也为新型电网的优化协调调度奠定了夯实的现实基础。
风电起步最早、应用最广，现有的优化调度研究多为风火、风水火联合调度策略[1-3]。
现阶段引入的负荷侧需求响应模型多为价格型需求响应模型，且模型简单粗放，未能根据不同类型的负荷特点建立精细化的需求响应模型从而充分挖掘和利用需求响应的灵活性。
为此，本文在多源联合调度模型的基础上，将负荷划分为居民负荷和工业负荷两大类，针对居民负荷和工业负荷的不同特性，分别建立考虑用户参与度的居民负荷需求响应模型和工业负荷价格型需求响应模型，提出一种考虑不同负荷类型的源荷协调优化调度策略。
最后，通过改进的IEEE39节点系统算例验证了该策略的有效性和适用性。
1新型电网源侧联合调度模型1.1含光热电站的新型电网能量转换特性典型的含光热电站的新型电网主要结构及能量流动，主要由光场（Solar Field，SF）、储热系统（Thermal Energy Storage System，TESS）和发电系统（Power Block，PB）三部分构成，通过传热流体（Heat Transfer Fluid，HTF）实现能量在各部分之间的传递。
2024年储能变流器市场分析现状
2024年储能变流器市场分析现状引言随着可再生能源的快速发展和能源转型的推进，储能技术作为解决能源波动和不稳定性的关键技术之一，成为能源行业的热门话题。
储能变流器作为储能系统中的核心设备之一，具有将电能从储能器件输出到电网或负载的重要功能。
本文旨在对储能变流器市场的现状进行分析，深入了解该行业的发展趋势和潜在机遇。
储能变流器市场概述储能变流器市场是一个快速增长的市场，主要驱动因素包括政策支持、可再生能源规模扩大以及储能技术成本的显著下降等。
根据市场研究机构的数据，全球储能变流器市场的规模预计将在未来几年内保持稳定增长。
储能变流器市场主要应用领域储能变流器在各个领域都有广泛应用，包括电力系统、交通运输、工业领域等。
其中，电力系统是储能变流器的主要应用领域之一。
随着可再生能源的快速增长，高比例可再生能源并网对电力系统的稳定性提出了挑战，储能变流器作为稳定电力系统的重要设备得到广泛应用。
此外，交通运输领域是储能变流器应用的另一个重要领域。
电动汽车的普及和充电基础设施的建设，使得储能变流器在电动汽车充电桩中起着关键作用。
工业领域中，储能变流器可用于储能系统和应急电源系统，提供关键的电能转换和储能功能。
储能变流器市场的发展趋势储能变流器市场在未来几年内有望继续保持稳定增长，并出现以下发展趋势：1.技术创新：随着技术的不断进步，储能变流器的效率和可靠性将得到提高。
新型器件和控制策略的引入将有助于提高储能变流器的性能。
2.成本下降：随着市场规模的扩大和技术进步，储能变流器的制造成本将逐渐下降。
同时，政府的支持政策和优惠措施也将促使储能变流器的成本进一步降低。
3.市场竞争加剧：随着市场的繁荣和竞争的加剧，储能变流器市场将面临更多竞争对手。
为了保持市场竞争力，企业需要不断创新和提高产品质量。
4.政策支持：政府的政策支持是推动储能变流器市场发展的重要因素。
各国政府纷纷推出相关政策，鼓励可再生能源的开发和利用，为储能变流器市场的发展提供了良好的机遇。
新型电力系统的概念
新型电力系统的概念新型电力系统是以承载实现“碳达峰、碳中和”，贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求为前提，确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。
在新型电力系统的建设发展过程中，新能源将逐步占据电量主体、出力主体和责任主体的地位。
新能源主体地位的第一性应表现为电量主体，新能源电量的多少直接关系碳减排量的多少，“双碳”目标也对新能源电量和占比提出了明确要求。
新能源电量的主体性是新型电力系统的最终目标和主驱动力，新能源也将逐渐表现为出力主体。
据估测2060年新能源机组出力占系统总负荷大于50%的累计时段可达全年时长的46%，表明全年近一半时间的新能源机组出力可占主体地位。
新能源作为主体电源必须具备自主支撑电网电压和频率的能力，目前在不具备这些能力的情况下部分国家对新能源机组出力占比进行了限制。
新能源发电量占据主体地位、新能源机组承担支撑系统运行的主体责任是新型电力系统建成的方向。
新型电力系统的“新”主要体现为：一是电源的构成新，由确定性可调控的大型化石能源发电的常规电源，逐渐转移到具有随意性、间歇性、波动性的可再生能源为主的电源。
二是电网形态新，由“输配用”单向逐级输电网络向多元双向混合层次结构网络转变，从交流骨干网架与直流远距离输送为主过渡到交流电网与直流电网互联的形态。
三是负荷特性新，电动汽车、虚拟电厂、分布式储能系统等新型负荷的出现，终端负荷特性从被动型逐渐过渡到灵活互动的主动型。
四是技术基础上新型电力系统呈现高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特点，新型电力系统物理形态将从以同步发电机为主导的机械电磁系统，转变为由电力电子设备与同步机共同主导的功率半导体、铁磁元件混合系统。
五是运行特性新，由“源随荷动”单向计划调控向源网荷储多元协同互动转变，从传统源荷实时平衡模式转向源网荷储协同互动的非完全源荷间实时平衡模式。
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高比例可再生能源并网电力系统的基础
1 项目背景高比例可再生能源并网的电力系统中，波动电源和负荷不确定性双重叠加，采用增加备用应对不确定性的模式在技术和经济上均难以为继，亟待建立一种新的灵活性平衡机制。
然而，电力系统的安全、可靠、灵活、经济四个基本特性中，灵活性一直难于量化。
高比例可再生能源接入电力系统后，灵活性成为系统运行特性的核心和关键。
已有学者开展电力系统灵活性机理和评价相关研究，主要着眼于解决新能源消纳等工程目标，仍然存在若干基础理论问题没有解决。
电力系统灵活性具有方向性、概率性、多时空尺度特性、状态相依性和双向转化特征，现有研究仅就其中某一个或几个特性展开，难以体现其多特性耦合的复杂特点。
基于以上背景，本文探讨能有效解决上述问题的方法。
2 论文所解决的问题及意义随着并网可再生能源比例增加，电力系统不确定性增加，电力系统的灵活性平衡方法亦随之变化。
在高比例可再生能源系统中，源荷双波动源导致灵活性需求剧增，而部分常规电源被可再生能源替代进一步减少了灵活电源，单纯靠备用电源保障系统安全成本昂贵且不可行，即传统电源跟踪负荷波动的单向运行规则局部时段局部地区不再具有工程可行性，因此必须充分挖掘源网荷各个环节的调节潜力参与平衡，并还原到不确定性分析方法，建立灵活性需求与供给的平衡，这是一种源网荷互动参与的新平衡原理。
本文围绕含高比例可再生能源的电力系统灵活性供需平衡机理开展，基于概率模型提出了多时间尺度灵活性供给需求平衡的通用数学方法和灵活性度量指标。
3 论文重点内容1）首先给出了电力系统灵活性平衡定义：系统在任何时刻、任一时间尺度下及任何方向上，各类资源的灵活性供给相对于灵活性需求的充裕程度超过允许水平。
数学形式如式（1）所示。
（1）提出了电力系统灵活性度量指标，如表1所示。
提出了电力系统灵活性度量指标，如表1所示。