中国能源报|新能源发电装机快速增长大电网安全面临严峻挑战

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伴随着世界能源体系向清洁低碳、安全高效转型，我国能源和电力发展处于重要战略机遇期，能源供需格局持续深入调整。电网作为能源传输和转换的核心，承担着各大能源基地的能量输送、可再生能源开发的有序接入、多种能源资源优化配置的重要责任。
近年来，特高压交直流互联电网快速建设、大容量新能源集中接入以及分布式发电的高速发展和广泛应用，电源、电网结构发生了深刻变化，影响系统安全的因素更加多元化，稳定特性日趋复杂，电网调控运行难度大幅提升。
(文/中国电力科学研究院有限公司安宁)
特高压交直流混联电网初具规模
新能源发电装机快速增长
在国家电网有限公司经营范围内，目前已投产12条特高压交流及11条特高压直流工程，形成了西部河西、宁夏、四川大型能源基地集中送出和东部长三角、山东负荷中心集中落点的7大直流群。单个直流群规模达到1350万～2800万千瓦，占送出省网发电负荷比例的40%～60% ，占落点省网用电负荷比例的25%～70% 。
2019年，公司经营范围内新能源新增装机超过4745万千瓦，累计达3.5亿千瓦，装机容量超过水电，成为我国第二大电源。青海、甘肃新能源发电装机容量占本省电源总装机容量超40% 。国家电网成为全球接入新能源规模最大的电网，新能源利用率96.8% 。在未来5年，新能源装机仍将保持平稳增长，新能源发电逐步由辅助电源转变为主力电源。
大电网安全面临严峻挑战
随着远距离跨区输电规模持续增长以及新能源并网规模持续扩大，电网大范围优化配置资源能力显著提高，电网调度运行难度也大幅提升。
系统运行信息掌握不足：新电源发电运行状态与可控能力感知不足，新能源发电数量众多、运行状态多变，模型参数难以及时精确辨识。电网输变电设备全息状态感知深度不足，输变电设备缺陷识别能力有待提高，各设备监控系统存在信息孤岛与盲区。系统运行方式分析依赖“一次建模、长期使用”的负荷模型，新能源电动汽车、分布式电源、新型变频用电设备等负荷侧设备种类不断增加，负荷模型和参数负荷模型与参数的时变性和复杂性增加。
电网多源数据处理能力不足：电网调度量测数据未得到充分利用，广域量测系统(WAMS)、调控监测系统等在线系统实时产生大量运行数据，但缺乏有效的提取与分析。输变电设备传感数据未得到有效利用，大量数据没有得到充分融合和高效处理，智能变电站信息共享优势未能充分发挥。各类卫星遥感、直升机、无人机及人工巡检数据未得到协同管理和联合应用，气象、灾害等外部环境信息运用不充分，每年因雷击、风害等外部因素以及设备缺陷造成输变电设备停运跳闸近千次。

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