新能源风电项目并网(新能源大规模接入对电网有哪些影响)

大规模新能源发电对电力系统稳定性的影响

　风速、光照是随时变化的，风电机组、光伏电站的出力主要由风速、光照强度的大小决定，因此风电场、光伏电站的出力也是波动的。其不稳定性将会导致大规模风电、光伏电站并网之后，造成电网电压、电流和频率的波动，影响电网的电能质量。电网公司为消除不利影响，需要增加额外的旋转备用容量，从而增加了电网运行成本，也会间接影响新能源的发展。风电近几年发展尤为迅速，已经成为继火电、水电后的第三大电能生产形势，本文将着重介绍大规模风电机组并网对电网稳定性产生的影响。

　大规模新能源并网对电网暂态稳定性存在影响。在新能源发电装机比例较大的电网中，由于改变了电网原有的线路传输功率、潮流分布以及电能质量等，因此，大规模新能源并网后电力系统的暂态稳定性会发生变化。比如，大规模风机并网系统，如果地区电网较弱，风电机组在系统发生故障后无法重新建立机端电压，风电机组运行超速失去稳定，将会引起地区电网暂态电压稳定性破坏[2]。

　大规模风电机组并网电力系统，其中风电机组的低电压穿越能力将会对电力系统稳定性造成较大影响。低电压穿越（LVRT）指在风机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复电压，直到电网恢复正常，即成功“穿越”这个低电压区间。当风电在电网中所占比例较大时，若风机在系统发生故障时采取被动保护式解列方式，将会增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，并最终导致系统其他机组全部解列。因此，在大规模风机并网的电力系统中，风电机组必须具备相应的低电压穿越能力.

“十四五”规划下 风电发展将呈现这些趋势

法律分析：发改办运行〔2021〕445号文件指出，在碳达峰、碳中和目标背景下，风电、光伏发电装机将快速增长，并网消纳成为越来越重要的条件。为更好推动我国能源转型，满足新能源快速增长需求，避免风电、光伏发电等电源送出工程成为制约新能源发展的因素，现就有关事项通知如下：一、高度重视电源配套送出工程对新能源并网的影响。二、加强电网和电源规划统筹协调。三、允许新能源配套送出工程由发电企业建设。四、做好配套工程回购工作。五、确保新能源并网消纳安全。

法律依据：根据《关于做好新能源配套送出工程投资建设有关事项的通知（发改办运行〔2021〕445号）》规定：一、高度重视电源配套送出工程对新能源并网的影响。为努力实现碳达峰、碳中和目标，需要进一步加快发展风电、光伏发电等非化石能源。新能源机组和配套送出工程建设的不同步将影响新能源并网消纳，各地和有关企业要高度重视新能源配套工程建设，采取切实行动，尽快解决并网消纳矛盾，满足快速增长的并网消纳需求。二、加强电网和电源规划统筹协调。统筹资源开发条件和电源送出通道，科学合理选取新能源布点，做好新能源与配套送出工程的统一规划；考虑规划整体性和运行需要，优先电网企业承建新能源配套送出工程，满足新能源并网需求，确保送出工程与电源建设的进度相匹配；结合不同工程特点和建设周期，衔接好网源建设进度，保障风电、光伏发电等电源项目和配套送出工程同步规划、同步核准、同步建设、同步投运，做到电源与电网协同发展。三、允许新能源配套送出工程由发电企业建设。对电网企业建设有困难或规划建设时序不匹配的新能源配套送出工程，允许发电企业投资建设，缓解新能源快速发展并网消纳压力。发电企业建设配套送出工程应充分进行论证，并完全自愿，可以多家企业联合建设，也可以一家企业建设，多家企业共享。四、做好配套工程回购工作。发电企业建设的新能源配套工程，经电网企业与发电企业双方协商同意，可在适当时机由电网企业依法依规进行回购。五、确保新能源并网消纳安全。投资建设承建主体转变仅涉及产权变化，调度运行模式保持不变。各投资主体应做好配套送出工程的运行维护工作，确保系统安全运行。

11月3日，新华社受权发布了《中共中央关于制定国民经济和 社会 发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，涉及新能源规划要点分别提到了加强新能源、高端装备、新能源 汽车 、海洋装备等战略新兴产业发展，以及加快推动绿色低碳发展以及推动能源清洁低碳安全高效利用。

在11月5日由北极星电力网联合上海电力大学主办的“2020年中国风电产业发展大会中”，多位嘉宾表示：十四五规划建议的发布，意味着在我国低碳发展战略与转型背景下，新能源产业发展正在呈现出清晰的趋势。

·可再生能源产业发展逻辑面临转变

进入风电全面平价发展阶段，业内会发现以往我们热议的电价、补贴、年度建设规模等传统政策机制不再成为新能源行业发展的客观约束。在2030年能源消费和2060年“碳中和”目标下，我国会走一个什么样的碳减排路径?

对于碳减排路径的 探索 ，或者说作为重要支撑的可再生能源应该以哪些总量目标作为指引，首先要对我国的能源消费的目标有一定的认识。考虑新冠疫情给短期经济发展带来冲击，“十四五”我国经济年均增速5.5%，预计到2025年，全 社会 用电量在9 9.5万亿千瓦时之间，年均增速4% 4.5%。到2025年，预期全部非化石能源占一次能源消费比重达到19-20%左右(55-56亿吨标准煤)。

可以说，可再生能源电力已经成为我国碳减排路径上至关重要的支撑性力量，在“30·60碳中和”目标下，可再生能源发展将成为刚性需求，未来新能源行业不再仅是补充和替代，而将成为能源供给侧的主力，在中短期内都是一个具备很大确定性的市场。

在新时期的规划目标下，国家发展和改革委员会能源研究所主任陶冶强调，可再生能源的发展思路应该从以下几个方面随之转变：

从发展理念上，“十三五”能源规划注重环境保护，“十四五”能源规划注重生态保护，重点考虑碳减排问题;

从发展思路上，“十三五”注重能源数量保障，“十四五”则更加注重能源的质量提升;

在时间维度上，“十三五”注重5年发展，“十四五”注重更长远发展。需要注意的是，“十四五”能源规划是开启能源高质量发展的第一个五年计划，不但要解决“十四五”期间能源如何清洁低碳、安全高效发展的问题，还要为2035年、2050年的长期发展找准方向;

从产业空间来看，“十三五”期间注重能源自身发展，“十四五”将注重能源全产业链发展;而从发展实质上来看，“十三五”期间产业偏重生产力发展，“十四五”则将偏重生产关系调整。

·综合能源基地模式是重要趋势

在风电平价上网的过程中，主要制约因素在于政策约束、技术进步、消纳空间以及建设成本四个方面。其中，水风光储一体化发展将是未来重要的趋势之一，也是未来降低大基地度电成本的一种有效方式。这一点与发改委《“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”发展征求意见稿》相契合。“风光水火储一体化”建设更加侧重电源基地开发，其在强化电源侧灵活调节作用、优化各类电源规模配比、确保电源基地送电可持续性方面更具优势。

电力规划设计总院能源研究所副所长徐东杰也持有同样的观点，他认为，未来大型基地的开发将呈现“综合能源基地”的发展趋势，积极打造水能、可再生能源、储能的一体化互补基地将是未来趋势。

同时，在电力市场中，度电成本将成为决定报价的关键指标，较低的度电成本在电力市场中将具有更大的盈利空间。“十三五”期间，我国风电建设成本快速下降，2019年我国陆上风电单位千瓦建设成本较2011年下降了27%，达到6500元/kW。成本的下降主要在于自身技术水平的不断提升，以及陆上大基地开发模式的发展、大兆瓦风机技术的革新。

徐东杰提出建议表示，后补贴时代风电应以降低度电成本为目标优化全生命周期管控。建议风电企业进一步开展精细化管理，在开发、设计、建设、运行等全生命周期各环节共同发力，以降低度电成本为目标优化管控全生命周期各环节，风电规划更加注重在电力市场背景下进行。

·新能源并网技术仍需创新

高比例新能源是未来电力系统的发展趋势，预计到2030年，新能源装机占比将达38%，超过煤电成为我国装机第一大电源。但近年来，不管国内还是国外均发生过因新能源占比高、系统频率和电压支撑能力不足而引发脱网、停电事故，这些事故暴露出大规模新能源的稳态电压控制系统缺失和风电机组低/高电压穿越能力的不足。

以英国2019年“8.9”大停电为例。英国是典型高比例新能源电网，风电和光伏装机占比40%，事故发生时，机组脱网207万千瓦(占比7%)，其中风电和光伏脱网规模占70%，损失负荷93万千瓦。而其新能源机组不具备惯量和一次调频能力是触发低频减载的主要原因。

通过对连锁脱网过程进行深入分析，国网冀北电科院新能源所所长刘辉指出，在稳态调压方面，构建大规模风电汇集系统无功电压多层级控制技术体系、大规模风电汇集系统无功电压协调控制技术与系统，以及开发基于RTDS/RT-Lab的无功设备与AVC系统测试平台，是缓解大规模风电汇集地区无功电压运行存在的问题的有效手段。

在主动调频/调压方面，虚拟同步发电机技术是关键。

虚拟同步发电机技术是使新能源由“被动调节”转为“主动支撑”的新一代新能源发电技术，使之具备惯量支撑、一次调频和主动调压等主动支撑电网的能力。在 探索 过程中，冀北电科院自主研制了世界最大容量的2MW风电虚拟同步机、储能直流升压并联接入的30~500kW系列光伏虚拟同步机，一次调频响应时间分别小于5s和1s，显著优于常规同步机组。同时，还依托国家风光储输示范工程，建成了世界首座百兆瓦级多类型虚拟同步发电机电站。

未来，随着风电机组高电压穿越、风电机组侧次同步谐振抑制等技术的不断完善与普及，再辅以储能装置对输出功率的控制，不断革新发展的技术将对改善发电质量、解决风电并网难题起到愈加重要的作用。