Page 65 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第二章 新能源并网及储能技术

作用；根据推算，同步机组出力占总负荷之比大于 40% 的累计时段将达 84%，
大于 50% 的累计时段将达 53%。电力系统构建机制将涉及传统同步机制、新型
电力电子运行机制或者两者相结合的机制，构建的技术边界条件与技术特征更加

多变；新能源发电并网与组网两种模式共存，控制切换更加频繁，稳定机理及控
制方式更为复杂。需要明确多类型机组的组网运行机制，量化系统构建条件，针
对源、网、荷提出相应的技术要求。
在电力市场方面，市场机制将进一步完善，现货市场、辅助服务市场、容量

市场、零售市场相继成熟；新能源全电量参与电力市场，最终形成包括电能、容量、
辅助服务、金融衍生品、输电权等交易品种，涵盖源、网、荷侧各类主体的完备
市场体系；与碳市场形成顺畅衔接，市场成为提升电力系统灵活性的重要手段。
（二）高比例新能源并网与运行面临的挑战

1. 电力电量平衡
由于风、光资源的随机波动性和不可存储性，新能源发电出力具有随机波动
性、间歇性、低可调度性；大量接入电力系统后，传统电力系统以确定性发电跟
踪负荷的平衡机制将不再适用，电力电量平衡面临极大挑战。需要源、网、荷、

储等灵活性资源协调运行，共同维持系统电力电量平衡，如灵活性资源不足将导
致局部地区消纳困难。因新能源保证出力低，在极端情况下系统面临供电可靠性
不足的风险。2019 年，美国加利福尼亚州的风电、光伏发电（含屋顶光伏）装
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机总量为 3.34×10 kW，占比超过 34%（接近 2030 年中国新能源装机容量占比
的预测值），高比例而具有波动性的新能源接入给当地电网的调度运行与可靠供
电带来挑战。2020 年 8 月中旬，持续高温导致加利福尼亚州电力需求剧增；8 月
14 日晚，因光伏发电出力为零、风电出力受天气影响明显下降，新能源出力仅
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为 3.257×10 kW（不及新能源装机容量的 10%）而引发电力短缺，超过 40 万用
户断电，持续时间约 1h；8 月 15 日，超过 20 万用户被轮流限电。
在我国，以新能源高占比的西北地区某省级电网为对象，进行了 2030 年电
力电量平衡仿真分析。为了达到新能源电量目标，该省级电网 2030 年新能源装
机容量占比将大于 50%，新能源渗透率（装机容量与全年最大负荷的比值）超过

200%。在日内运行时，部分时段的新能源大发，全年有约1000h全部由新能源供电，
有约 1800h 新能源电力过剩；全年新能源限电率超过 10%，其中约 60h 的新能源
限电功率超过其装机容量的 30%。部分时段新能源出力偏低，出力小于装机容量

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