新型电力系统中新能源成为主体,是一个逐步演变的过程,首先体现在新能源装机占比居首位,其次新能源发电量占比居首位,好终新能源装机和发电量占比均超过50%。预计南方电网2030年新能源装机约2.5亿千瓦,占比约35%,成为好大电源,基本建成新型电力系统。
新能源发电具有随机性、波动性和间歇性,使得电力系统运行方式复杂多变。新能源发电通过换流器并网,换流器动态特性对系统稳定性的影响逐步凸显,电力系统稳定性问题的内涵特征发生新变化。因此,如何认知新型电力系统稳定特性,如何开展运行控制,确保系统安全稳定,需要深入研究。电力系统稳定分析是认知电力系统稳定特性、掌握运行规律的方法体系。现有的电力系统稳定分析方法是在典型运行方式基础上,针对预想故障集,利用稳定分析工具研究电力系统稳定特性,提出运行控制方法。现有电力系统稳定分析方法应用于新型电力系统时,将面临海量运行方式场景、多时间尺度物理过程耦合、稳定控制策略适应性、柔性化稳定控制、非工频稳定性控制等新问题新方法。
新能源发电随机性波动性间歇性导致系统稳定分析面临海量运行场景
传统电力系统的运行方式主要受负荷水平和季节性水电出力两个因素的影响,运行方式组合较少,在电力系统规划和运行中通常选取“夏大、夏小、冬大、冬小”四种典型运行方式即可满足电网安全性、稳定性和经济性评估需求。对于新型电力系统,风、光等新能源在电源结构中将占据主导地位。一方面,新能源出力的随机性、波动性会导致电源侧出力水平短期内大幅变化,可能的出力组合方式显著增加;另一方面,大力推进电能替代,加剧了用电侧功率波动,特别是电动汽车等间歇性用电负荷的爆炸式增长,大幅增强了负荷的不确定性。上述发电侧和用电侧的高度不确定性将导致传统的电力系统典型运行场景选取方法失效,为有效覆盖可能出现的海量运行场景,同时兼顾电力系统运行模拟分析效率,亟需对电力系统各种运行方式进行特征识别、聚类和降阶,从而得到具有高度代表性的少数典型运行方式。(测试文章)
