特大型新能源基地面临挑战及未来形态演化分析

特大型新能源基地面临挑战及未来形态演化分析

文章导读

在推动中国新能源高质量跃升式发展背景下，大规模新能源开发、汇集和远距离输送成为新能源建设的重要路径之一，特大型新能源基地成为未来的重要形态，探讨针对特大型新能源基地的可能形态及其演化路径具有重要价值。本文研判特大型新能源基地未来可能的源、网形态特征及其规划面临的挑战，为我国特大型新能源基地近中期规划和可靠运行提供参考。

文章亮点

1）提出了特大型新能源基地源侧、网侧未来形态特征。未来特大型新能源基地需具备趋近同步机的技术特征，需具备频率、电压、惯量等支撑能力，高/低压穿越能力以及功率调节能力等；由于新能源电源单机容量小、电压低，网侧逐级汇集、传输的本质不会改变，仍分为汇集网络和输送网络，但电网柔性化水平即电网对电源、负荷的适应能力应逐步提高。

2）研判了特大型新能源基地面临的挑战并提出关键支撑技术体系。特大型新能源基地系统强度弱、灵活性不足、源网协调运行矛盾突出，亟需规划和运行技术的升级和强化。规划技术方面，针对性提出源网协调规划、灵活性专项规划和系统强度提升措施的优化配置技术等规划支撑技术；运行技术方面，提出资源-气象多源信息耦合的多时空尺度功率预测、多时间尺度协调滚动优化调度、主动控制技术与智能运维等关键运行技术。

3）开展了张北特大型新能源基地源网形态演化路径预判及关键支撑技术分析。2025、2028、2030年张北特大型新能源基地源侧形态分别以新能源+交流同步机、构网型新能源+储能、新能源+储能+氢能为主，网侧形态分别为交流汇集-交流送出、交流汇集-柔直送出、交直流互联汇集及送出为主。规划技术方面，随着张雄特高压扩建为“两横一纵”特高压交流网络规划实施，将连接蒙西和蒙东新能源+火电打捆基地，其稳定特性将发生改变，存在张北新能源基地送端系统电压、频率、宽频振荡等稳定问题。可采用调相机+新能源主动支撑+构网型储能+SVG等技术组合，提升“两横一纵”特高压交流网络强度和惯量支撑能力，解决新能源安全外送问题。运行技术方面，张北特大型新能源基地应引入并持续深化AI技术在提高新能源多时间尺度功率预测精度、供电保障能力和优化调度方面的研究与应用。在新能源电站涉网控制性能、运维可靠性等方面也应利用各类数字化新技术不断提高智能化水平。

主要内容

特大型新能源基地未来可能形态包括源侧、网侧形态。

图1  特大型新能源基地电源可能的形态预判

特大型新能源基地电源结构以新能源为主体，其中大量存量场站仍将以跟随型并网方式接入系统，但将通过改进变流器并网策略、增加新型无功补偿装置、增加调相机、改进场站控制策略等方案，提高场站电压穿越能力、一次调频性能，提高对系统的电压和频率稳定支撑能力。

图2  特大型新能源基地汇集网络预判形态

给出特大型新能源基地汇集网络未来可能的4种形态。

图3  特大型新能源输送电网预判形态

给出特大型新能源基地输送网络未来可能的4种形态。

图4  特大型新能源基地系统规划关键支撑技术

特大型新能源基地系统规划关键支撑技术包括源网协调规划技术、灵活性资源规划技术和系统强度校核提升规划技术。

图5  特大型新能源基地运行场景关键支撑技术

特大型新能源基地运行场景关键支撑技术包括资源-气象多源信息耦合的多时空尺度功率预测、多时间尺度协调滚动优化调度、主动控制技术与智能运维技术等。

图6  张北特大型新能源基地形态演化及关键支撑技术

以张北特大型新能源汇集区为例，结合其资源禀赋分析新能源基地现状并研判未来源网形态发展趋势，并提出支撑张北特大型新能源基地发展的关键支撑技术体系。

审核编辑 ：李倩