本書以寧夏配電網(wǎng)現(xiàn)有研究成果和實踐工作為基礎,系統(tǒng)梳理了新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)演進、可靠性水平提升、負荷預測技術研究、配電網(wǎng)多目標規(guī)劃方法以及配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展策略等方面,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)提供思路和實踐方向。
新型電力系統(tǒng)下配電網(wǎng)的研究與實踐
隨著我國碳達峰、碳中和目標的提出,各企業(yè)積極踐行新發(fā)展理念,全力服務清潔能源發(fā)展,加快推進能源生產(chǎn)和消費革命。電力行業(yè)作為能源領域的排頭兵,扮演著我國能源轉(zhuǎn)型過程中的建設者與運營者的重要角色,承擔著節(jié)能減排的重要社會責任,大力發(fā)展非化石能源的迭代創(chuàng)新,加快推進風電、光伏等新能源在我國能源生產(chǎn)體系中的裝機容量與發(fā)電量占比,成了我國能否實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的關鍵。2021 年3 月,習近平總書記主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議,提出深化電力體制改革,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)是以承載實現(xiàn)碳達峰碳中和,貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求為前提,確保能源電力安全為基本前提、以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展電力需求為首要目標、以最大化消納新能源為主要任務,以堅強智能電網(wǎng)為樞紐平臺,以源網(wǎng)荷儲互動與多能互補為支撐,具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動基本特征的電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)的提出明確了電力系統(tǒng)在實現(xiàn)碳達峰、碳中和的基礎地位,為電力能源發(fā)展指明了科學方向、提供了根本遵循。寧夏是我國西北地區(qū)重要的風光發(fā)電基地,國網(wǎng)寧夏電力有限公司堅決貫徹黨中央、國務院的決策,全面落實雙碳戰(zhàn)略,踐行我國構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動部署,立足能源資源綜合優(yōu)勢、能源產(chǎn)業(yè)基礎和開發(fā)利用潛力,堅持高效利用、綠色發(fā)展、多元供給、改革創(chuàng)新、保障民生,提出了打造寧夏新能源高質(zhì)量就地消納的樣板和寧夏新能源大范圍優(yōu)化配置的樣板的雙樣板和推動以建立現(xiàn)代企業(yè)制度為主體的管理創(chuàng)新和以提升核心競爭能力為主體的技術創(chuàng)新的雙創(chuàng)新目標,在此基礎上,開展一系列研究與實踐工作,取得了明顯成效。自十四五以來,寧夏新能源開發(fā)水平呈現(xiàn)明顯上升趨勢,2021 年寧夏風光電占電力裝機比重超過45.7%,居全國第三位,新能源利用率達到97.5%,位居西北第一。隨著大型沙漠風光基地和整縣分布式光伏的大規(guī)模發(fā)展,新能源即將成為寧夏電網(wǎng)第一大電源,發(fā)展成果十分豐碩。在全部新能源發(fā)電量中,110kV 及以下電壓等級消納的清潔能源電量占據(jù)了絕對比例,相對于主網(wǎng),配電網(wǎng)面臨著更為嚴峻的清潔能源大規(guī)模接入與高效消納的壓力,同時也正處在從傳統(tǒng)單向潮流配電網(wǎng)向有源配電網(wǎng)過渡的關鍵階段。站在配電網(wǎng)角度,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),驅(qū)動雙碳目標加速實現(xiàn),需解決的核心問題在于配電網(wǎng)的規(guī)劃、設計、運行等均以傳統(tǒng)無源網(wǎng)絡為前提開展,隨著分布式電源的大規(guī)模接入,傳統(tǒng)無源網(wǎng)絡的有源化特征日趨明顯,配電網(wǎng)從逐級向下供電系統(tǒng)向雙向負荷流動的有源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)配電網(wǎng)的潮流與故障分析、電壓無功控制、繼電保護方法以及運行管理措施已不再適應,均需要做出相應的調(diào)整與改進;對于分布式電源的高比例接入,如何從發(fā)展策略、網(wǎng)架設計、資源規(guī)劃、控制保護等方面充分考慮分布式電源接入的需要,同時最大限度地調(diào)用現(xiàn)有可調(diào)控負荷等新型主體,實現(xiàn)配電網(wǎng)的高效運營、發(fā)揮新能源的減排作用也成了構(gòu)建新型電力系統(tǒng)下配電網(wǎng)的重要的研究內(nèi)容。本書以寧夏配電網(wǎng)現(xiàn)有研究成果和實踐工作為基礎,系統(tǒng)梳理了新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)演進、可靠性水平提升、負荷預測技術研究、配電網(wǎng)多目標規(guī)劃方法以及配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展策略等各方面的工作成果,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)提供思路和實踐方向,為深入推進電網(wǎng)發(fā)展和公司發(fā)展,全面服務國家電網(wǎng)有限公司戰(zhàn)略目標實現(xiàn)和服務自治區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展提供配電網(wǎng)領域的先行探索,為促進電網(wǎng)企業(yè)以優(yōu)異成績?yōu)閷崿F(xiàn)第二個百年奮斗目標貢獻力量。
國網(wǎng)寧夏電力有限公司是國家電網(wǎng)公司全資子公司,屬國有特大型能源供應企業(yè),主要從事寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)電網(wǎng)的建設、運行、管理和經(jīng)營,為寧夏經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活提供充足、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力供應和服務,是國家能源優(yōu)化配置的參與者和寧夏能源戰(zhàn)略的推動者,是關系寧夏能源安全和經(jīng)濟社會發(fā)展的國有重要骨干企業(yè)。寧夏電網(wǎng)位于西北電網(wǎng)的北部,是西北電網(wǎng)的重要組成部分。
前言第1 章 雙碳目標與新型配電網(wǎng)概述1.1 雙碳目標的時代背景和戰(zhàn)略意義1.2 低碳目標下配電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3 雙碳目標下的新型配電網(wǎng)的基本形態(tài)第2 章 雙碳目標下配電網(wǎng)相關關鍵技術分析2.1 煤炭清潔高效靈活智能發(fā)電技術2.2 高比例新能源并網(wǎng)支撐技術2.3 支撐新型電力系統(tǒng)的能源高效利用技術2.4 智能用電與供需互動技術 2.5 其他共性關鍵支撐技術 第3 章 雙碳目標下新型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)展望 3.1 交、直流高可靠互聯(lián)配電架構(gòu) 3.2 不同架構(gòu)系統(tǒng)供電能力分析及對比 3.3 不同架構(gòu)系統(tǒng)供電可靠性分析及對比 3.4 直流接入方法及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 3.5 直流接入系統(tǒng)配電效率分析 3.6 小結(jié) 第4 章 新型配電網(wǎng)故障協(xié)同恢復與韌性提升研究 4.1 嚴重故障下配電網(wǎng)多階段故障恢復過程建模與分析 4.2 配電網(wǎng)元件故障率與物理結(jié)構(gòu)可靠性分析 4.3 基于配電系統(tǒng)自動化的配電網(wǎng)故障處理分析 4.4 基于序貫蒙特卡洛方法的配電網(wǎng)嚴重故障場景生成方法 4.5 嚴重故障下配電網(wǎng)的多階段故障過程模型 4.6 基于多階段模型的配電網(wǎng)韌性提升方法 4.7 極端天氣下考慮MEG 兩階段優(yōu)化調(diào)度的配電網(wǎng)防御和恢復方法 4.8 綜合考慮多種資源協(xié)同和多階段過程的配電網(wǎng)韌性提升方法 4.9 邊界條件 4.10 實際案例分析 4.11 關鍵技術難點 第5 章 雙碳目標下配電網(wǎng)的負荷預測技術 5.1 新型配電網(wǎng)用電需求分析方法 5.2 可控、可調(diào)負荷需求分析方法 5.3 電動汽車用電需求分析方法 第6 章 雙碳目標下的寧夏源互聯(lián)網(wǎng)與配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展策略 6.1 能源互聯(lián)網(wǎng)與智能配電網(wǎng)建設規(guī)劃6.2 寧夏能源互聯(lián)網(wǎng)與智能配電網(wǎng)規(guī)劃融合典型場景與規(guī)劃