【正文】 新能源發(fā)電及接入技術(shù)開題報(bào)告參考摘 要當(dāng)前新能源發(fā)展已成為我國能源戰(zhàn)略調(diào)整、轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式的重要內(nèi)容。加強(qiáng)新能源發(fā)電及接入技術(shù)專題的研究，對促進(jìn)電網(wǎng)與新能源發(fā)電協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。在“十一五”期間，在新能源發(fā)電及接入技術(shù)專題研究方面取得重要進(jìn)展。但由于風(fēng)電等間歇性新能源發(fā)電的超常規(guī)發(fā)展，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響已經(jīng)顯現(xiàn)，對新能源發(fā)電及接入技術(shù)帶來了一系列新的挑戰(zhàn)。通過國內(nèi)外技術(shù)差距對比分析，我國當(dāng)前在新能源發(fā)電及接入技術(shù)和技術(shù)管理層面存在的問題主要為以下幾個(gè)方面：由于電源結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的調(diào)峰能力問題；電網(wǎng)資源配置能力難以滿足風(fēng)電基地遠(yuǎn)距離電力外送問題；新能源發(fā)電及接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與檢測認(rèn)證體系問題；新能源發(fā)電功率預(yù)測及調(diào)度決策支撐系統(tǒng)問題；及配電網(wǎng)建設(shè)適應(yīng)新能源發(fā)電分布式接入問題?！笆濉逼陂g，需要針對這些問題深入研究、擴(kuò)展方向、積極探索，為新能源發(fā)電及接入技術(shù)的研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“十二五”期間，每年新增風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到一千萬千瓦以上，光伏發(fā)電將呈現(xiàn)大規(guī)模集中接入與分散接入并舉的發(fā)展態(tài)勢。為此“十二五”新能源發(fā)電及接入技術(shù)總體發(fā)展思路將以國家能源發(fā)展戰(zhàn)略為導(dǎo)向，服務(wù)電網(wǎng)需求，充分考慮新能源發(fā)電的分散性、間歇性和不可控等特點(diǎn)，從提高電網(wǎng)承載和適應(yīng)新能源能力的角度出發(fā)，結(jié)合智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究平臺建設(shè)，在大規(guī)模新能源智能發(fā)電技術(shù)、大規(guī)模新能源發(fā)電輸送技術(shù)、分布式新能源與配用電協(xié)調(diào)發(fā)展技術(shù)、及新能源智能調(diào)度支撐技術(shù)等五個(gè)領(lǐng)域，為電網(wǎng)適應(yīng)大規(guī)模新能源接入奠定堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。通過“十二五”期間及未來20年內(nèi)戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施，將最大限度發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)化配置的作用，全面解決新能源接入電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，促進(jìn)我國新能源的積極健康發(fā)展，為全面構(gòu)建智能電網(wǎng)體系提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。在基礎(chǔ)研究平臺方面，“十二五”期間一是需要建設(shè)完備的新能源發(fā)電的資源數(shù)據(jù)平臺和運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺；二是要進(jìn)行新能源電站模型的深化研究，掌握風(fēng)電、光伏等新能源電站的參數(shù)辨識技術(shù)；三是結(jié)合新能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度對仿真分析提出的新要求，研究適用于不同時(shí)空尺度下的時(shí)序仿真技術(shù)；四是新能源并網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的工具軟件。在新能源發(fā)電技術(shù)方面，“十二五”期間需要突破的核心技術(shù)一是“電網(wǎng)友好型”新能源發(fā)電技術(shù)，使新能源發(fā)電具備接近或達(dá)到常規(guī)發(fā)電廠的控制性能，滿足智能電網(wǎng)對新能源提出的可觀、可控及可調(diào)度的要求；二是建立新能源發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系以及相關(guān)檢測認(rèn)證和試驗(yàn)?zāi)芰?。三是掌握儲能技術(shù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用技術(shù)，為儲能系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。四是對于如生物質(zhì)能發(fā)電、海洋能發(fā)電等其它新能源發(fā)電形式，盡快開展相關(guān)的資源普查，關(guān)鍵技術(shù)研究等工作。在新能源發(fā)電大規(guī)模輸送技術(shù)方面，“十二五”期間需要突破的核心技術(shù)一是“針對我國建設(shè)若干個(gè)風(fēng)電基地的建設(shè)做好輸電規(guī)劃，二是需掌握先進(jìn)的新能源發(fā)電的高壓交流與直流送出技術(shù)及電網(wǎng)安全穩(wěn)定支撐技術(shù)，三是針對海上風(fēng)電的快速發(fā)展趨勢，需盡快掌握柔性直流輸電等海上風(fēng)電的輸變電關(guān)鍵技術(shù)。在新能源發(fā)電的分布式接入方面，“十二五”期間需要突破的核心技術(shù)一是分布式新能源的配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)；二是分布式新能源接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)，三是在分布式儲能、用戶側(cè)的能源高效利用方面進(jìn)行研究，使得現(xiàn)有配電網(wǎng)能夠適應(yīng)供電結(jié)構(gòu)變化帶來的運(yùn)行方式差異，逐步實(shí)現(xiàn)分布式新能源的即插即用。在新能源發(fā)電的調(diào)度支撐技術(shù)方面，“十二五”期間需要突破的核心技術(shù)一是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算模式研究及建立相應(yīng)的生產(chǎn)基地；二是掌握風(fēng)電功率精細(xì)化預(yù)測技術(shù)和太陽能發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)，為開發(fā)新能源調(diào)度管理支持系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐；三是在調(diào)度支撐關(guān)鍵技術(shù)方面，需建立適應(yīng)不同時(shí)間框架、不同調(diào)度區(qū)域要求的新能源調(diào)度時(shí)序仿真平臺，掌握新能源接入電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，四是掌握新能源調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù)，解決大規(guī)模間歇式新能源接入帶給電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻等諸多問題。43目 錄1. 概述 12. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 基礎(chǔ)研究平臺 國外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距 國外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀 與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距 大規(guī)模新能源發(fā)電輸送技術(shù) 國外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距 新能源分布式接入技術(shù) 國外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距 新能源調(diào)度支撐技術(shù) 國外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距 3. 戰(zhàn)略需求和發(fā)展趨勢 存在的關(guān)鍵技術(shù)問題分析 基礎(chǔ)研究平臺 新能源發(fā)電技術(shù) 新能源發(fā)電大規(guī)模輸送技術(shù) 新能源發(fā)電的分布式接入技術(shù) 新能源發(fā)電調(diào)度支撐技術(shù) 4. 發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標(biāo) 發(fā)展思路 戰(zhàn)略目標(biāo) 5. “十二五”發(fā)展重點(diǎn) 重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域研究 基礎(chǔ)研究平臺 方向一：新能源發(fā)電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺建設(shè) 方向二：新能源發(fā)電模型與參數(shù)辨識技術(shù) 方向三：新能源發(fā)電并網(wǎng)多時(shí)空尺度仿真技術(shù) 方向四：新能源發(fā)電并網(wǎng)規(guī)劃技術(shù) 大規(guī)模新能源智能發(fā)電技術(shù) 方向一：“電網(wǎng)友好型”新能源發(fā)電技術(shù) 方向二：新能源發(fā)電系統(tǒng)的檢測認(rèn)證體系 方向三：儲能技術(shù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用技術(shù) 方向四：其它新型能源發(fā)電技術(shù) 大規(guī)模新能源發(fā)電輸送技術(shù) 方向一：大規(guī)模新能源基地輸電規(guī)劃技術(shù) 方向二：大規(guī)模新能源發(fā)電的高壓交流送出技術(shù) 方向三：大規(guī)模新能源發(fā)電的高壓直流送出技術(shù) 方向四：大規(guī)模新能源發(fā)電支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定技術(shù) 方向五：海上風(fēng)電輸變電技術(shù) 分布式新能源與配用電協(xié)調(diào)發(fā)展技術(shù) 方向一：包含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)分析評估及規(guī)劃技術(shù) 方向二：分布式新能源接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù) 方向三：分布式新能源利用與儲能技術(shù) 新能源智能調(diào)度支撐技術(shù) 方向一：數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算模式研究 方向二：新能源發(fā)電功率精細(xì)預(yù)測技術(shù) 方向三：新能源調(diào)度支撐關(guān)鍵技術(shù) 方向四：新能源調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù) 試驗(yàn)?zāi)芰ε涮捉ㄔO(shè) 風(fēng)力發(fā)電試驗(yàn)平臺研究 光伏發(fā)電試驗(yàn)平臺功能擴(kuò)展建設(shè) 1. 概述我國政府提出了到2020年，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重要達(dá)到15％左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%的目標(biāo)，新能源發(fā)展已成為我國能源戰(zhàn)略調(diào)整、轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式的重要內(nèi)容。加強(qiáng)新能源發(fā)電及接入技術(shù)的研究，對促進(jìn)電網(wǎng)與新能源發(fā)電協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)、加快轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式，具有重要意義。“十二五”期間，將在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺建設(shè)、模型與參數(shù)辨識、仿真工具開發(fā)、規(guī)劃評估方法等基礎(chǔ)性研究、“電網(wǎng)友好型”新能源發(fā)電技術(shù)、多種儲能技術(shù)應(yīng)用技術(shù)、新能源發(fā)電系統(tǒng)的檢測認(rèn)證體系、大規(guī)模新能源發(fā)電的高壓交流、直流送出技術(shù)、分布式新能源利用與儲能技術(shù)、新能源發(fā)電出力精細(xì)預(yù)測技術(shù)及智能調(diào)度支撐技術(shù)等20個(gè)研究方向開展科技攻關(guān)，初步解決新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，提高電網(wǎng)承載和適應(yīng)新能源的能力，促進(jìn)我國新能源的開發(fā)和利用。中長期（2015－2030年），將最大限度發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)化配置的作用，全面解決新能源大規(guī)模接入電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，促進(jìn)新能源智能消納和高效利用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和電源之間的融合，為建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提供全面支撐。新能源發(fā)電包括核電及風(fēng)電、太陽能發(fā)電、海洋能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉窗l(fā)電形式。本報(bào)告研究內(nèi)容僅涉及間歇性可再生能源發(fā)電，沒有涉及核電。 基礎(chǔ)研究平臺 國外研究現(xiàn)狀國外已開發(fā)出一些模擬風(fēng)電、光伏及其與儲能聯(lián)合的發(fā)電系統(tǒng)性能的大型工具軟件包，通過模擬不同系統(tǒng)配置的性能和發(fā)電成本得出系統(tǒng)的最佳配置，能夠?qū)︼L(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行較為精確的運(yùn)行模擬，但是這些軟件大都十分昂貴，且不具備優(yōu)化設(shè)計(jì)的功能。北美電力可靠性理事會NERC強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)部門應(yīng)實(shí)時(shí)掌握被調(diào)度地區(qū)的測風(fēng)數(shù)據(jù)，以及風(fēng)電輸出功率預(yù)測及相應(yīng)的不確定性。應(yīng)給電網(wǎng)運(yùn)行部門提供各種時(shí)間尺度（分別對應(yīng)AGC、對應(yīng)負(fù)荷跟蹤、機(jī)組起停等）和各種空間尺度（當(dāng)?shù)?、區(qū)域和全國范圍）測風(fēng)數(shù)據(jù)和風(fēng)電輸出功率預(yù)測工具，進(jìn)而協(xié)調(diào)送出及消納風(fēng)電的相關(guān)區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度，實(shí)時(shí)確定調(diào)度策略。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀“十一五”期間，國內(nèi)在新能源發(fā)電及接入技術(shù)專題的基礎(chǔ)平臺方面的研究取得了豐富的成果。在國內(nèi)常用的電力系統(tǒng)分析軟件BPAPSD和PSASP中，典型風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型及相關(guān)風(fēng)電場數(shù)學(xué)模型的建模工作已完成。基于這些模型，公司有關(guān)生產(chǎn)和科研單位組織開展了一系列的風(fēng)電場并網(wǎng)后的系統(tǒng)仿真分析工作，取得了一些有價(jià)值的研究結(jié)論。 與國內(nèi)外先進(jìn)水平的差距由于新能源發(fā)電在我國發(fā)展和應(yīng)用時(shí)間較國外短，基礎(chǔ)研究平臺的建設(shè)相對比較薄弱，與國外存在較大差距。如在新能源發(fā)電接入電網(wǎng)可靠性分析方面，國外已開展了大量的研究，隨著風(fēng)電特許權(quán)基地建設(shè)步伐的加快以及各種新能源的接入，中國已到了必須研究包含新能源的發(fā)電可靠性以保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的階段，目前這方面的研究還處于基礎(chǔ)階段，包含大型新能源的發(fā)電系統(tǒng)可靠性還有待進(jìn)行深入研究。另外，國內(nèi)在風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場模型與參數(shù)辨識的研究低于國際發(fā)達(dá)國家的水平，國外多個(gè)著名的風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)商，如Gamesa、GE、Vestas等都有自己風(fēng)電機(jī)組的詳細(xì)模型，而國內(nèi)生產(chǎn)的風(fēng)電機(jī)組的模型和參數(shù)都未知，大規(guī)模風(fēng)電接入給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患。在國外，新能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展非常迅速，新能源發(fā)電仿真模型需要跟蹤新能源發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能的最新技術(shù)發(fā)展，如風(fēng)電機(jī)組發(fā)展趨勢為大容量、變槳變速、雙饋、無齒輪箱直驅(qū)等，仿真模型應(yīng)跟蹤其結(jié)構(gòu)和性能的變化；再如國外風(fēng)電機(jī)組增加了低電壓穿越能力、有功功率和無功電壓控制，需研究控制機(jī)理，仿真模型需增加相應(yīng)模塊等?？傮w而言，在新能源發(fā)電的基礎(chǔ)研究平臺建設(shè)方面，國內(nèi)水平較國外最先進(jìn)的技術(shù)水平落后3年左右。 國外研究現(xiàn)狀由于在新能源發(fā)電技術(shù)方面開展了長期的研究工作，歐美等發(fā)達(dá)國家在風(fēng)電、光伏發(fā)電技術(shù)方面已經(jīng)非常成熟。并網(wǎng)導(dǎo)則的制定和實(shí)施是促進(jìn)新能源發(fā)電發(fā)展的重要技術(shù)舉措，也是國外技術(shù)發(fā)展水平的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。美國、丹麥、德國和西班牙等國的并網(wǎng)導(dǎo)則對新能源的并網(wǎng)特性提出了各種要求，以滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。在風(fēng)電技術(shù)方面，歐洲等國家的主流機(jī)型容量普遍在23MW之間，58MW的風(fēng)電機(jī)組也已經(jīng)進(jìn)入試驗(yàn)階段，而與電力系統(tǒng)相關(guān)的風(fēng)電機(jī)組控制已經(jīng)是成熟的技術(shù)，安裝在大型風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具備有功和無功的調(diào)節(jié)能力也已經(jīng)達(dá)成普遍共識，部分國家新建風(fēng)電場的機(jī)組均具備故障穿越能力，并開始對不具備故障穿越能力的老機(jī)組進(jìn)行改造，而故障穿越的要求也從單純的故障期間機(jī)組能夠保持不脫網(wǎng)向故障期間能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供無功支撐發(fā)展。在風(fēng)電場的控制技術(shù)方面，用于風(fēng)電場監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)IEC6140025已經(jīng)頒布并開始推行，以實(shí)現(xiàn)不同廠家不同類型的風(fēng)電機(jī)組相互兼容；而大型的風(fēng)電場一般均需安裝自動控制系統(tǒng)，具備對整個(gè)電廠的無功、有功進(jìn)行自動控制的能力，以適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行條件的變化，滿足并網(wǎng)導(dǎo)則的要求。在光伏發(fā)電方面，歐洲、美國、日本是國際上開發(fā)利用最成熟的地區(qū)。2008年德國頒布的并入中壓電網(wǎng)的電源運(yùn)行要求中，明確提出電源需具備根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行條件動態(tài)調(diào)節(jié)其有功和無功功率的能力，這些條款已經(jīng)在2009開始正式執(zhí)行（針對光伏發(fā)電執(zhí)行時(shí)間放寬到2010年）；同時(shí)，該要求還規(guī)定了從2010年開始，這些電源必須具備故障穿越的能力（針對光伏發(fā)電，執(zhí)行時(shí)間放寬到2011年）。而在戶用的光伏發(fā)電技術(shù)方面，歐洲一些國家已經(jīng)開始研究如何利用分布式的電源改善用戶電能質(zhì)量，降低電網(wǎng)損耗。由此可見，在新能源發(fā)電技術(shù)方面，歐美的技術(shù)先進(jìn)國家已經(jīng)從單純的最大程度利用能源向能夠支持電網(wǎng)運(yùn)行，提高新能源自身的競爭力方面發(fā)展；并且在新能源發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化開展了大量工作，使得新能源發(fā)電逐漸成為保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的積極因素。在開展發(fā)電技術(shù)研究與應(yīng)用的同時(shí)，以歐洲為代表的國際新能源產(chǎn)業(yè)已形成了日益清晰完整的整機(jī)和零部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及涵蓋設(shè)計(jì)評估、質(zhì)量管理體系評估、制造監(jiān)督和樣機(jī)試驗(yàn)等環(huán)節(jié)的型式認(rèn)證體系，可為風(fēng)電/光伏等新能源設(shè)備制造和采購提供更好的技術(shù)安全保障。歐洲各個(gè)風(fēng)電發(fā)達(dá)國家很早就認(rèn)識到了風(fēng)電機(jī)組特性的重要性，早在上世紀(jì)末就開始了風(fēng)電機(jī)組特性試驗(yàn)研究。IEC也陸續(xù)頒布了一系列風(fēng)電機(jī)組測試標(biāo)準(zhǔn)。為了保證高質(zhì)量地完成風(fēng)電機(jī)組的測試工作，歐洲最有經(jīng)驗(yàn)的一些風(fēng)能研究所（協(xié)會）組建了國際風(fēng)能測試組織MEASNET，在已有測試標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上研究試驗(yàn)技術(shù)，制訂符合各個(gè)成員共同要求的MEASNET標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在MEASNET已成為一個(gè)世界性的組織，目前有11個(gè)正式會員和5個(gè)準(zhǔn)會員，且任何國家的測試機(jī)構(gòu)均可申請加入。 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀由于整體起步晚，因此風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電的檢測認(rèn)證體系尚未建立。中國電科院可再生能源實(shí)驗(yàn)室（風(fēng)電并網(wǎng)研究和評價(jià)中心）是符合ISO/IEC17025：2005《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的通用要求》標(biāo)準(zhǔn)要求、獲得中國合格評定國家認(rèn)可委員會（CNAS）認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室；是國內(nèi)唯一具備國際互認(rèn)可資質(zhì)的風(fēng)電檢測機(jī)構(gòu)。現(xiàn)在中國電科院已經(jīng)具備開展風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場功率特性、電能質(zhì)量和噪聲檢測