陈皓勇:碳中和目标下的电力系统和电力市场转型

2020-12-14 20:12 来源: 中国电力企业管理 |作者: 陈皓勇

碳中和电力系统的运行问题


高比例新能源的并入给电力系统引入高度不确定性的同时,也淘汰了大部分同步发电机组,后者是安全稳定的重要控制手段。此外,新能源通过逆变器并入电网,系统的电力电子化程度高,增加了系统失稳的风险。发电调度是系统运行最主要的任务,它承担了系统供电、用电功率的实时平衡工作。碳中和电力系统中新能源渗透率高,且发电成本低。在保证满足系统负荷及安全稳定运行的前提下,应尽可能多地消纳新能源,有效节省系统的运行成本。碳中和电力系统中,包含有气、水、储能等多种灵活性资源。为应对风、光等新能源出力的不确定性,系统还需要有足够的旋转备用。综合考虑各种灵活性资源的运行特性,协调安排各类灵活性资源预留的上下备用量,使发电和风险成本降到最低。设备检修安排是系统保持安全可靠运行必不可少的工作。碳中和电力系统中源、网、荷的设备类型均呈现多且杂的形势,给电气设备检修时间安排增添了难度。

在碳中和电力系统中,大量同步发电机组被新能源发电机组所替代,系统往往会处于低惯性状态,频率调节能力不足、阻尼特性差,大大提高了频率稳定控制的难度。2019年8月9月英国出现的大停电事故就是由频率失稳所引发。事实上英国2019年风能、太阳能装机占比仅33%,而碳中和电力系统中风能、太阳能装机占比会远高于此,因此需进一步研究新能源对于系统惯性、频率、电压的支撑作用并研发相关设备。

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