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可(kě)再生能源富集區域新型電力系統建設與引領
發布時間：2021-9-10 來源：南方電網報 浏覽次數：
雲南是我國重要的綠色能源基地，除煤炭資(zī)源外，還具有豐富的水能、太陽能、風能、地熱能、生物質能等可(kě)再生資(zī)源，開發條件優越，開發前景良好。在國内，雲南東與貴州、廣西為鄰，北與四川相連，西北緊依西藏，為“藏電入滇”和(hé)西電東送提供了堅實的基礎條件；在國外，雲南與東南亞地區互聯互通(tōng)，是重要的能源樞紐。得天獨厚的資(zī)源條件使得雲南具備了建設新型電力系統的優越條件，成了新型電力系統建設發展的重心和(hé)焦點。
雲南電力系統的主要特征
豐實的清潔能源資(zī)源。截至2020年底，雲南省發電裝機容量為10340.28萬千瓦，其中(zhōng)，可(kě)再生能源占比85.39%，是名副其實的綠色能源發電大省。雲南資(zī)源禀賦，水電資(zī)源全國第二，同時太陽能資(zī)源豐富，該省多數地區年平均日照時數為2100—2300小時。近年來，雲南風電利用小時數穩居全國各省首位，風能資(zī)源總儲量達1.23億千瓦。省内生物質能産業(yè)初具規模，可(kě)形成年産100萬噸燃料乙醇、27萬噸生物柴油的生産能力。此外，雲南地熱能豐富，具有很大的發電潛力。
最複雜的網架結構。雲南電網是國内首個(gè)省級異步聯網的送端大系統，含有10條特高壓直流線路(lù)，内部多種電壓等級交互，整體呈現“省内交直流并聯運行、國内多回直流遠(yuǎn)距離(lí)大容量輸電、國際多個(gè)方向送受電”的網架特點，是目前世界上技術(shù)最先進、特性最複雜、電力最綠色的送端大電網之一，同時随着“藏電入滇”以及外送通(tōng)道的擴增，雲南電網結構會更加複雜。
電力供應面向三個(gè)市場。雲南電網供應了省内、省外、國外三個(gè)電力市場。2020年，雲南全社會用電量達到2025.13億千瓦時，同比增長11.76%，達到近8年來最好水平。全年西電東送電量1457.9億千瓦時，同比增長0.43%。全年境外送電量25.7億千瓦時，同比增長0.7%。雲南的綠色清潔能源通(tōng)過西電東送和(hé)境外供電，有效助力“雙碳”目标實現。
雲南建設新型電力系統面臨的挑戰
清潔能源占比高。目前雲南清潔能源占比在85%以上，未來的占比會進一步提升。由于風電和(hé)光伏具有間歇性、波動(dòng)性和(hé)不确定性，同時水電方面也面臨枯期發電不足的問(wèn)題，因此這種可(kě)控性弱的電源給系統的平穩、安全運行帶來了極大挑戰。
含大規模新能源的異步電網轉動(dòng)慣量低。相比于同步運行具有強有力的支撐(全網各處的頻率均相同)，雲南省電網采用異步運行方式，尤其大規模新能源接入電網後，系統的轉動(dòng)慣量會進一步降低，頻率會出現大幅波動(dòng)甚至引起頻率失穩，使得電網的安全穩定面臨巨大的挑戰。
西電東送占比高。2020年雲南西電東送電量接近省内用電總量的50%，随着新型電力系統的發展建設，送電規模将會逐年攀升，如(rú)何保障大規模綠色能源高效可(kě)靠外送是一大挑戰，同時如(rú)何保障雲南自身快速發展的用電需求也面臨挑戰。
單一大負荷占比高。雲南的水電矽、水電鋁等産業(yè)占有較大的比重，單個(gè)的鋁廠、矽廠負荷一般都在兆瓦級别以上，對供電的可(kě)靠性要求極高，作為高耗能負荷除了增加了電力系統的無功需求外，還會給電網帶來諧波、電壓等問(wèn)題。
單一元件故障導緻的事故風險等級高。雲南電網結構複雜，傳輸距離(lí)遠(yuǎn)，電力設備元件數量龐大，某一元件的故障會由于控制措施不當或不及時、結構不合理、繼電保護裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)等多種原因的綜合作用引發連鎖性故障，造成事故風險等級高等重大挑戰。
電力電子(zǐ)設備占比高。風電、光伏以及分布式負荷的規模化接入，使得電網的電力電子(zǐ)化程度變高，一方面降低了系統的轉動(dòng)慣量，另一方面将對電能質量帶來不良影響。同時電力電子(zǐ)化系統的特性與傳統電網差異大，可(kě)以形成雙向潮流，經典保護控制方法不再适用。如(rú)何确保新型電力系統的安全、穩定、高效運行，面臨巨大的挑戰。
自然災害頻發。雲南有“無災不成年”之說，地震、雷擊、冰雹、霜凍以及野生動(dòng)物的活動(dòng)等都會給電力設備造成嚴重的破壞，并且雲南的特殊極端地理環境條件給設備運維帶來了極大的不便。
雲南建設新型電力系統的着力點
雲南電網公司應牢抓重要戰略機遇，充分借助資(zī)源和(hé)區位優勢，着力突破關(guān)鍵技術(shù)，引領新型電力系統建設。
合理的規劃布局。堅持風、光、水等綠色清潔能源的持續高效開發利用，推進多類型清潔能源的協調優化發展，建設綠色經濟省區，推進打造世界一流“綠色能源牌”，通(tōng)過在雲南先行先試，建設實施一批新型電力系統建設示範工程，助力全國新型電力系統的建設發展工作和(hé)國家“雙碳”目标。
主動(dòng)的支撐能力。随着大量新能源的規模化接入，電網中(zhōng)各類電源的可(kě)控性和(hé)可(kě)調節能力急速下(xià)降，需要探索新的技術(shù)和(hé)策略為電網的穩定運行提供主動(dòng)支撐能力。在新能源調節技術(shù)以及配置儲能等方面的基礎上，探索需求側響應的控制技術(shù)和(hé)控制策略，對于電網的主動(dòng)支撐具有重要的意義。
靈活的調控資(zī)源。儲能與電源、電網、負荷并列，成為新型電力系統不可(kě)或缺的第四要素。遍布“源、網、荷”的各式各類儲能設備和(hé)儲能系統創造了電力電量平衡的新模式，同時如(rú)電動(dòng)汽車(chē)、分布式電源等靈活資(zī)源在電網的電壓、頻率以及應急方面都可(kě)以發揮出有效的控制調節作用，通(tōng)過市場化的運行機制可(kě)以推動(dòng)各類靈活資(zī)源的積極參與。
電網的平穩運行。針對雲南複雜的電網結構、極端的運行環境以及多類型電源，探索“源—網—荷—儲”高效協同的運行控制技術(shù)，充分發揮各類靈活資(zī)源的積極調節能力。以數據為驅動(dòng)，打通(tōng)電網相關(guān)各方的感知、分析、決策、業(yè)務等各環節，實現故障的快速感知、保護控制以及運維檢修，确保系統的平穩運行。
電網的安全保障。通(tōng)過加強系統的靈活調節能力、提升需求側響應能力，加快電網升級和(hé)改造，依托現代化通(tōng)信技術(shù)、大數據分析以及人工智能等技術(shù)實現傳統物理電力系統的數字化、智能化、互聯網化，使電網具備超強感知能力、明智決策能力和(hé)快速執行能力，以保障電網的安全。
可(kě)靠的電力供應。确保三個(gè)市場的電力可(kě)靠供應，進一步做好西電東送主力軍和(hé)“一帶一路(lù)”橋頭堡，堅持以清潔能源為中(zhōng)心，以電力為主，因地制宜開發太陽能、風能、生物質能和(hé)地熱能，既保障省内用能需求，又實現西電東送和(hé)雲電外送，快步推進雲南新型電力系統的發展建設，滿足人民對于美好生活的向往。
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