张军军 双碳背景下新能源发展趋势与并网关键问题分析.pdf

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1、双碳背景下新能源发展趋势与并网关键问题分析中国电力科学研究院有限公司新能源研究中心国家能源太阳能发电研发（实验）中心张军军汇报内容1背景及现状2新能源发展趋势3并网关键问题及建议1背景及现状一、背景及现状2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上提出“中国将提高国家自主贡献力度，”二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的能源转型新目标。30-60双碳目标2060年碳中和排放吸收2030年碳达峰排放量增长：迅 速 或平缓下降：快速或缓慢达峰时间排放峰值累计排放总量至2030年，中国二氧化碳排放达峰值2060年前，中国实现碳中和总书记习近平在巴黎气候

2、变化大会上提出中国将在2030年左右二氧化碳排放达到峰值。习书记在七十五届联合国大会上提到要努力争取2060年前实现碳中和。一、背景及现状一、背景及现状一、背景及现状2020年我国电源结构2015201620172018201920200501001502002503000%5%10%15%8.6%9.0%9.2%9.7%10.4%12.8%2.8%4.6%7.3%9.2%10.2%11.5%风电累计装机（GW）光伏累计装机（GW）风电装机容量占比（%）光伏装机容量占比（%）水电17%核电2%风电13%光伏11%煤电49%其他火电8%水电核电风电光伏煤电其他火电煤电装机首次低于50%n我国新能

3、源发展迅猛，已成为国内第二大电源，截至2020年底风电装机2.81亿千瓦，占总电源装机的12.8%；光伏装机2.53亿千瓦，占总电源装机的11.5%。n大力发展风电/光伏等新能源是实现“双碳”目标、构建“以新能源为主体的新型电力系统”的必由之路。n为贯彻落实“碳达峰、碳中和”和构建以新能源为主体的新型电力系统目标任务，推动能源绿色生态转型，新能源仍将持续快速发展。我国风电、光伏并网装机情况一、背景及现状2新能源发展趋势二、新能源发展趋势二、新能源发展趋势二、新能源发展趋势二、新能源发展趋势二、新能源发展趋势二、新能源发展趋势技术层面的影响技术层面的影响技术层面的影响技术层面的影响技术层面的影响

4、技术层面的影响3并网关键问题及建议天中直流闭锁故障风电故障暂态脱网事故2014.1.16，天中直流闭锁故障导致600公里外酒泉地区风电大面积脱网换流站近区暂态电压问题三、关键问题及建议机机端端过过电电压压动动态态无无功功电电流流n特高压直流投入运行后，当发生直流闭锁故障时，将产生巨大的功率缺额，系统频率下降，事故瞬间无功大量剩余，电压大幅度变化，导致部分线路严重过载，愈加复杂的网源环境，对新能源场站性能参数提出了新的技术要求。1.新能源发电并网支撑能力不足带来的挑战三、关键问题及建议n国网青海省电力公司部室文件调度字202023号青海电力调度控制中心关于印发青海电网新能源电站相关技术要求的通知

5、、青海电网新能源发电技术要求、青豫直流送端近区新能源机组测试及数据说明对青豫直流近区新能源发电参数优化提出技术要求。1.新能源发电并网支撑能力不足带来的挑战三、关键问题及建议n随着特高压直流和新能源大规模替代常规电源发电，系统频率调节能力显著下降，电网频率稳定问题突出。新能源发电对华东电网频率影响2021年夏季腰荷，新能源出力1600万千瓦，两回特高压直流双极闭锁后，华东电网频率最低点提前0.32s，频率跌落深度增加0.015Hz若新能源出力扩大至9000万千瓦，华东频率跌落深度增加0.3Hz新能源开机与不开机故障后频率偏差对比1.新能源发电并网支撑能力不足带来的挑战三、关键问题及建议n随着新

6、能源渗透率的提升，新能源的随机性和波动性会造成潮流大幅波动，潮流调控问题突出；同时，电网无功电压支撑和调节能力下降。全社会光伏发电峰值超过900万千瓦21.8967kV12:06:00912.4万千瓦新能源导致20kV岑山变IV段母线电压波动峰值21.8967kV1.新能源发电并网支撑能力不足带来的挑战三、关键问题及建议n藏中联网工程投运后，枯期受电方式下，藏中电网光伏最大接纳能力为53万千瓦，主要受频率稳定约束，光伏低穿时有功跌幅大、恢复慢，交流通道中断故障下严重恶化低频问题。交流通道故障引发光伏进入低穿、西藏孤网频率失稳光伏接纳能力制约故障场景藏中联网运行，芒左N-2线路故障，西藏频率跌落