能源互联网1

VSC-HVDC 在全球能源互联网中的关键 作用 过度依赖化石能源，带来了资源枯彰、成本增加、环境污染、气候变化等紧 迫问题。世界水能、太阳能、风能等清洁能源资源丰富，但目前开发规模小、经 济性不够。通过技术创新推动解决制约清洁能源发展的能源转换、资源配置和高 效利用等问题，是未来能源发展的战略方向，新一轮能源变革势在必行，加快能 源结构从化石能源为主向清洁能源为主的根本转变, 实现未来世界可持续发展的 必由之路。 1，风电和太阳能发展概况 世界风能、太阳能资源丰富，只有转化为电能才能实现高效利用。进入 21 世纪，随着世界各国对清洁能源发展的重视和新能源技术的快速发展,风能和太 阳能发电已经进入大规模开发利用的新阶段。 21 世纪初，欧洲和北美洲是全球风电发展最快的地区，近年来亚洲风电快 速崛起，逐渐成为风电的主要市场。2013 年，世界风电装机容量为 3.2 亿千瓦， 约占发电总装机容量的 5.6%; 风电发电量约为 6400 亿千瓦时, 约占总发电量的 2.9%,。2000-2013 年,世界风电总装机容量和发电量均增长 17 伴,年均增长 25%。 目前, 全球已有 103 个国家和地区在开发和利用风电, 特别是欧美国家风电已经 占到较高比例一一风电已成为丹麦和西班牙的最大电源， 风电占用量比重分别达 34%、21%。风力发电技术主要包括风能资源评估与预测、风电装备制造技术、 风电机组测试、并网技术等。风电技术快速进步，风电机组容量持续增大，目前 国内主流机型为 1.5MW 和 2MW: 变桨距功率调节技术取得重大进展, 进一步提 升了风电机组的平稳性、安全性和高效性，全球所安装的风电机组 90%采用了变 速恒频技术; “系统友好型“风电场技术快速发展，风电场具有风功率预测系统, 具备短期、超短期功率预测能力，满足调度运行，具有有功无功调节能力和低压 穿越能力, 确保电网发生波动时风机不解列,风电的可控性、可调节性日益增强， 与常规电源、电网的协调性逐步提升。 近年来随着技术进步, 光伏发电成本快速下降, 太阳能已成为增长最快的清  清能源。2013 年，世界太阳能发电总装机容量为 1.42 亿千瓦，占总装机容量的 2.5%，总发电量月 1600 亿千瓦.时，约占总发电量的 0.7%。欧洲是目前光伏发电 发展规模最大地区。 目前, 太阳能发电技术日新月异, 包括光伏、 光热发电技术、 材料和工艺等都不断创新。 风电与光伏产业迅猛发展, 经济性大幅提升, 世界各国大力支持和发展风电， 已经进入加速发展的快车道， 为推进清洁普代和电能普代,实现世界能源可持续 发展商定了实践基础推动能源结构从化石能源为主向清洁能源为主转变,实现 能源消费高效化、低碳化和清洁化目标。 2，新能源发展难点 也”新能源送出受限 大规模新能源送出受限是一个长期存在的问题国内新能源电站群大多数处 于电网末端, 所接入的电网架构相对薄弱，而大规模风电的集中接入加剧了各类 稳定问题，导致实际送出能力低于其额定送出功率。 2 系统调频成本增加 随着新能源并网容量在电网中的比重增加, 参与电网调频电源容量的比例显 著下降，需同步配套相应容量的调频电源，而配套这些备用调示电源增加了系统 运行成本。 3) 系统调峰能力不足 大规模风电接入导致电网等效负荷峰谷差变大，风电的反调节特性进一步 加大对系统调峰容量的需求，需要常规能源参与风电调峰。然而，我国风电资源 开发集中的“三北”地区，水电、抽水蓄能和燃气等调节能力好的电源比例低， 电源调峰能力不足。 4无功/电压问题突出 大量风机的集中并网,功率集中送出可能导致电网的静态电压失稳, 非故障 状态时，风电出力的随机性与波动性，会导致电网潮流的不确定，无功需求变化 幅度大，变化速度快，导致电压波动过大; 某个风电场因故障脱网时，由于线路 轻载和无功补偿设备未能快速动作，区域电压在故障切除后出现“骤升” 进而 导致临近风电场由于过电压保护动作而连锁脱网, 形成大规模风机连锁脱网故障。 5) 电网稳定特性受到影响  系统故障时，风电机组可能因为电压越限或转速越限导致保护动作而跳闸， 而导致系统遭受失去大量风电功率的二次冲击- 3，VSC-HVDC 在能源互联网技术中的应用 风能是一种清洁、高效、且具有大规模开发潜力的优质可再生能源之一，因 此,风力发电技术在世界范围内得到了普遍的关注与飞速的发展。但是由于风能 稳定系数较低,大范围变化如暂时性的风向和风速变化均时常发生, 造成输出的 电压或者电流也随其上繁波动, 而