周威崴
上海电力设计院有限公司 上海 200023
摘要：我国新能源与可再生能源资源丰富，大力发展风力和太阳能发电等新能源是我国的战略举措。随着新能源占比不断提高，实现友好并网接入将是新能源发电面临的主要挑战。基于此背景下，本文主要分析了大规模新能源与可再生能源电力友好接入技术发展与趋势的有关内容，希望能够给有关人士提供一定的参考价值。
关键词：大规模；新能源；可再生能源；电力；接入技术；发展趋势
1研究的必要性
新能源与可再生能源主要指风能、太阳能、地热能、水能、生物质能以及海洋能等非化石能源，可再生能源发电主要有水力发电、太阳能发电、风力发电、地热发电以及生物质能发电等等。风力和太阳能发电是目前技术最成熟、最有规模化开发前景的新能源发电方式。由于资源的天然特性，风电和太阳能发电呈现出强随机波动性，加上发电装备中电力电子元件的弱电网适应性，新能源发电与传统常规电源形成鲜明反差，其并网问题突出表现在预测难、控制难以及调度难等方面。大规模新能源电力友好接入系统是一个复杂的系统工程，涉及新能源资源监测评估、发电功率预测、调度运行与控制、并网仿真等众多技术，是新能源发电友好接入电力系统的研究热点，旨在提升新能源并网性能、保障大规模安全运行与高效消纳。
作为一个人口大国，我国对于能源资源的需求量十分巨大，能源短缺问题已成为了影响我国社会经济可持续发展的一个突出矛盾，为了解决这一发展困境，我国一直在致力于新能源以及可再生能源的研究以及应用。而因为我国所处的独特的地理地质环境，使得我国的新能源与可再生能源都较为丰富，而研究以及应用风力与太阳能等新能源来发电是我国当前的一项重要战略举措，对于缓解我国的能源紧张问题以及促进经济社会的可持续发展方面有着十分重要的意义。
2我国发展现状与水平
2.1新能源并网仿真技术
近年来中国电力科学研究院、清华大学、华中科技大学等取得了一系列创新性成果。中国电力科学研究院建设了风光储试验基地、全数字仿真平台ADPSS等研究条件，开展了大规模新能源发电与电力系统交互影响研究，基于实际故障数据分析和事故仿真复现的、大规模风电连锁故障脱网原因分析及抑制措施研究，以及利用储能技术改善新能源发电电网适应性方法研究等工作。
2.2新能源资源模拟与功率预测技术
中国气象局、中国电力科学研究院、清华大学等针对我国新能源特点开展了大量研究工作，提出基于多实测数据统计预测、基于电站线性升尺度区域预测等方法。中国电力科学研究院提出了基于微尺度计算流体力学模型的物理方法和自适应组态耦合统计方法等风电功率预测技术，以及基于双向渐进的净空模型构建方法等光伏功率预测技术，提高了新能源功率预测方法的普适性。
2.3新能源调度控制技术
针对我国电力系统运行机制和电源结构特点，中国电力科学研究院提出了时序递进的新能源运行不确定区间调度方法，将新能源发电功率预测纳入调度运行；研发了基于功率预测的多时间尺度新能源优化调度模型和技术支持系统，并在“三北”地区推广应用；开展了风光储发电单元有功、无功控制及风光储电站与电网协调运行控制技术研究，建成了世界领先的国家风光储输示范工程。
3我国进一步发展重点
3.1新能源并网仿真技术
新能源并网仿真技术将向通用化、在线应用以及多时间尺度发展，大规模海上风电并网技术是新能源发电接入的新趋势，需重点研究各类型新能源发电建模及新能源中长期准稳态仿真技术，大规模新能源和高渗透分布式新能源/储能接入电网的新能源发电接入及电网适应性分析技术，大规模海上风电场群建模与并网仿真技术等。
3.2新能源资源模拟技术
新能源资源准确模拟和评估是为了解掌握风能、太阳能等的资源特性与变化趋势，准确评价长期变化过程，发现新能源调度运行存在问题，可为新能源技术发展和政策制定提供支撑。
常规数值天气预报存在边界层资源数值模拟精度不高、新能源发电多种类型预测需求适应性差、同化周期长等不足，未来重点研究任务是建立面向新能源功率预测、定制化的资源数值模拟与预报技术体系。
3.3新能源功率预测技术
新能源功率预测绝对偏差将远大于负荷预测不确定性带来的电力需求偏差，新能源预测不确定性将成为电网运行风险主要因素，需进一步提高新能源功率预测建模灵活性、适应性和预测结果准确性。
3.4新能源智能控制技术
未来，新能源发电将具备“精确预测、灵活控制、智能调度”的先进控制能力及常规电源并网控制性能，需重点研究复杂电网条件下发电单元控制策略等新能源发电新型控制技术、新能源电站与储能系统协调控制技术等。
3.5新能源优化调度技术
优化调度有助于协调新能源与常规电源，实现电网安全稳定运行前提下新能源的最大化利用，促进源-网-荷协调发展。目前新能源消纳压力不断增大，弃风弃光日益严峻，新能源发电优化调度技术需更加完善，未来需重点研究大规模新能源随机优化调度、大规模新能源短期及中长期调度、多种能源联合调度运行、新能源发电运行风险与主动防御等技术。
3.6新能源实证分析技术
为保障大规模新能源并网安全稳定运行，克服仿真手段在大规模新能源发电单元相互作用和海上风电并网特性研究的局限性，需开展并网安全稳定机理、智能控制及海上运行特性的实证方法研究，建立电网运行特征模拟环境、功率汇集实证平台及海上风电试验平台，验证新能源发电协调控制策略及海上风电机组并网性能。
4促进接入技术研究及应用发展的对策
4.1加大科研投入
鉴于新能源对经济社会发展的重要性以及在国家可持续发展中的突出地位，必须加强关注度，建立完善的科研建设机制，增大科研投入力度，整合资源支持相关方面的研究及发展。还应该加快国家级重点实验室的建设，利用国家的力量来推动相关技术的研究及应用。
4.2完善现有国家级创新平台
为了更好研究新能源以及可再生能源的相关技术以及应用，我国已经建立了一些国家级的新能源科技平台，在当前的社会环境下，应更加重视这些科技平台的发展，明确其在技术研究领域的创新主体地位，以这些国家级的新能源重点实验室或者相关工程研究中心等为创新主体以及交流平台，促进相关技术的创新和发展。
4.3加快人才培养
首先，应该建立相应的人才引入机制，积极吸引海外的优秀专家学者，以此来充实国内的人才队伍；其次，建立人才培养机制，利用国家的相关资源来加大人才培养力度，建立系统的人才培养制度，以研究需求为出发点培养专业型人才；再次，还应该建立科学的激励机制，激发相关人员的创新积极性，促进技术创新及发展。除此之外，还应该注意要破除传统学科与学历的界限，人才队伍的建设应该与学科以及创新体系建设形成一个紧密的整体，人才的选拔不应该局限于某一单一的学科，而是应该形成一个多学科交叉的完善机制。
5结语
综上所述，本文主要分析了大规模新能源与可再生能源电力友好接入技术的现状以及进一步发展重点，并探讨了促进接入技术研究及应用发展的对策，希望能够给有关工作人员提供一定的参考价值。
参考文献
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作者介绍：
周威崴（1989.8.22）；男；籍贯上海市；汉族；硕士；职称：工程师：职务：新能源工程师：研究方向：新能源发展规划；单位名称：上海电力设计院有限公司。