我国电力安全供应保障策略研究

电力事关国计民生、国家安全，在推进碳达峰、碳中和过程中确保电力安全稳定供应是必须审慎面对的重大问题；针对性分析我国电力供应的薄弱环节与面临挑战，构建新时期电力安全供应保障体系，是切实推动电力安全供应保障能力现代化、助力经济社会高质量发展的重要支撑。本文梳理了电力安全供应研究进展，以为开展电力安全供应保障研究提供基础认知；分析了我国电力安全供应现状，研判了“十四五”时期及中长期我国电力安全供应形势；结合近期发生的限电事件，总结了我国电力供应存在的主要问题及挑战。研究提出了保障电力安全供应需采取的坚持安全第一、坚持低碳化路径、坚持市场化改革方向、坚持科技创新核心作用等原则，构建了电力安全供应保障体系的“三步走”发展步骤。为此建议，增强电力供应保障能力、筑牢电力供应安全根基，发挥需求侧关键作用、提升电力供应本质安全水平，构建以数字化技术为支撑的新一代电力安全供应技术体系，完善市场体系和市场机制、形成全员参与的电力安全生态。     

能源安全格局下新型电力系统发展战略框架

构建新型电力系统是实现碳达峰、碳中和战略目标，确保能源安全转型的关键路径；电力系统作为当前规模最大、层次复杂、强非线性的人造系统，是未来能源转型的核心，而新能源发电的波动性、随机性将使电力系统安全面临严峻挑战。本文结合我国能源安全转型面临的新形势、新挑战，明确了能源安全涉及的供给、环境、经济、科技等方面的内涵；探讨了能源转型的发展目标与战略路径，阐述了新型电力系统对于能源安全的重要性；剖析了影响新型电力系统安全发展的电源、电网、负荷、储能、市场、技术等关键环节。研究认为，需从应急预警、共享互济、安全防御3个层面着手，构建新型电力系统安全发展所需的核心体系；进一步提出了新型电力系统发展路径研究的基本思路，以期为新型电力系统构建及安全发展研究提供基础参考。     

核电机组停运对南方电网运行影响研究

介绍了日本＂3.11＂大地震对东京电力公司供电的影响,分析了若南方电网区域内核电机组停运,南方电网运行的情况将会如何。结果显示：2011年若大亚湾、岭澳核电机组停运,当南方电网以小方式运行时可能造成广东电网低周减载动作;当南方电网以大方式运行时可能引起广西部分地区低压减载装置动作,且事故后深圳地区负荷可能受限。2015年阳江核电、台山核电和防城港核电机组分别停运,不会造成其近区电网供电受限,也不会引起系统低周减载或低压减载动作。2016年若海南昌江核电机组停运,当海南电网与广东电网通过2回或1回500 kV交流联络线保持联网时,海南电网低周减载不会动作。     

混合直流输电系统中柔性直流单元的作用和控制优化

常规直流和柔性直流并联构成的混合直流输电系统,可发挥常规直流大功率输电和柔性直流有功/无功快速解耦控制的优势,尤其针对落点极弱交流系统有较好的经济技术性能。结合云南电网与南网主网背靠背异步联网工程实例,分析了混合直流中柔直单元对于系统稳态运行和故障恢复特性的改善作用及效果,并进一步提出了柔直单元的功率优化控制策略。仿真分析结果表明,柔直单元对于合理配置无功小组、提高弱系统强度、改善故障后常规直流恢复特性效果明显,验证了功率优化控制策略的有效性。     

中国与美国发电机组可靠性指标对比分析

不同国家在发电机组的可靠性指标及统计数据分析方面存在一定的差异,这对发电机组可靠性技术交流造成障碍。基于此,首先从中、美两国发电机组可靠性术语定义和指标计算公式两方面比较两国发电机组的可靠性评价方法;再从运行系数、等效可用系数、等效强迫停运率以及非计划停运次数等方面对两国各类型机组在2006-2010年的可靠性指标数据进行对比,分析两国发电机组可靠性管理和统计数据存在差异的根本原因。通过差异原因分析,促进我国电源侧规划建设和电网运行管理水平。     

柔性直流分极接入220kV电网的典型模式探讨

在深入分析现有220k V电网典型接线型式的基础上,提出了可改善接入点近区电网网架结构的柔性直流分极接入220k V电网的典型模式,并以某直流改造工程为例进行了仿真验证。仿真结果表明,文中提出的典型模式优化了柔性直流落点近区的网架结构,改善了电网潮流分布,降低了输电损耗,提高了电网的电压稳定水平。     

溪洛渡、糯扎渡直流输电规模对南方电网 安全稳定影响

考虑云南电网的负荷水平、开机方式、直流运行方式等因素,研究溪洛渡和糯扎渡直流采用5000MW或6400MW输电规模对南方电网影响,涉及南方电网的输电能力、安全稳定及电网适应性。研究结论是：直流规模越大,输电能力越高,但直流提高送电能力的比值越低;直流规模增大有利于减轻云南电网交流通道潮流,且在其他直流或交流线路发生严重故障时使云南电网处在较为稳定的状态,尽管在溪洛渡和糯扎渡直流发生双极故障时其本身需要切除的机组容量也增多。研究还表明,受端广东电网能承受这种直流规模,这种直流规模对南方电网主导振荡模式的阻尼影响也不大。     

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。     

计及激励型需求响应的微电网可靠性分析

鉴于激励型需求响应能够引导用户调整用电行为、主动参与负荷削减,而微电网中的分布式电源及储能能为实施激励型需求响应提供响应时间,文中对计及激励型需求响应的微电网可靠性进行了重点研究。首先分析了激励型需求响应的机理及其对供电可靠性的影响,接着对激励型需求响应用户进行综合评估,建立了需求响应的调度模型。然后以用户收益最大为目标建立用户侧的响应模型,并提出了计及激励型需求响应的微电网负荷削减策略。最后基于蒙特卡洛模拟方法对改进的RBTS Bus6测试系统进行可靠性评估和经济性分析。算例结果验证了所建模型的有效性,证明了激励型需求响应能有效提高微电网的可靠性和经济性。     

定电压与预测型定关断角控制对HVDC小干扰稳定性的影响

定电压控制和预测型定关断角控制是高压直流（HVDC）逆变站常规的控制方法,合理整定控制器参数可提高交直流系统的小干扰稳定性。文中首先基于开关函数法建立了基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统的小干扰动态模型,将其动态响应与电磁暂态模型的动态响应进行对比,验证了小干扰动态模型的正确性。接着,采用特征值及其灵敏度方法分析了LCC-HVDC系统的振荡模式和阻尼特性,对比分析了逆变侧采用定电压控制和预测型定关断角控制时,换流站控制器参数以及交流系统短路比对系统稳定性影响的异同。最后,整定了能维持系统稳定运行的控制器参数稳定域,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了稳定域的正确性。