新型電力系統中水電的作用及發(fā)展規(guī)劃研究摘要：目前，新能源只能提供電量替代，容量支撐能力不足。隨著新能源發(fā)電占比提高，電力系統存在的眾多制約性技術問題亟待解決。如系統在延續(xù)交直流串/并聯特征的同時，由于源~網~荷~儲各環(huán)節(jié)高度電力電子化，將呈現低轉動慣量、寬頻域振蕩等新的動態(tài)特征，系統功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定等問題更加復雜。基于傳統同步發(fā)電機為主體的系統運行控制理論與技術，難以滿足新型電力系統安全運行要求。系統控制的基礎理論、分析方法、控制技術亟需全面變革與突破。基于此，本篇文章對新型電力系統中水電的作用及發(fā)展規(guī)劃進行研究，以供參考。關鍵詞：新型電力系統；水電；作用；發(fā)展規(guī)劃引言中國電力系統的最終發(fā)展方向是零碳電力能源徹底替代排碳電力能源。因此，解決各階段“零碳電力滿足率”和電力系統“實時平衡、穩(wěn)定運行”的兩大難題，就能解決全社會零碳能源利用難題。構建以新能源為主體的新型電力系統是實現碳達峰、碳中和目標的關鍵，但新型電力系統的建設在初期會對現有的調度實時運行模式造成許多影響，諸如新能源裝機比例提高造成的調峰資源相對不足、調節(jié)靈活性差，眾多的分布式新能源加大了水電部門的管理難度，新的市場規(guī)則對水電人員的執(zhí)行提出了更高的要求，新型電力系統實時調度運行困難的問題頻頻出現。1電力發(fā)展一是人均用電水平將進一步提高。中國碳達峰、碳中和目標的實現過程，與中國全面建成小康社會之后、到2035年初步實現現代化、再到2050年建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國的進程處于相同歷史時期。在碳達峰、碳中和目標的引領下，低碳化與電氣化互為促進，電氣化水平將持續(xù)提高。二是積極推進支撐新能源發(fā)展的新業(yè)態(tài)發(fā)展。主要體現在將會有更多適合于不同大用戶、群體用戶（園區(qū)、大型公共設施、村鎮(zhèn)等）的綜合能源服務、分布式能源、微電網等繼續(xù)推進，縣域范圍的光伏或新能源發(fā)展呈多種模式，電源側、電網側、用戶側各種新型儲能模式以及電動汽車充、換電網絡與電網交互融合模式不斷創(chuàng)新，新能源制氫或者生產其他能源二次利用模式持續(xù)探索，以火電廠尤其燃煤電廠為核心的電能、熱能及多種能源（包括制氫、儲能、摻燒生物質等）互補，并與循環(huán)經濟發(fā)展（綜合利用、活性污染焚燒）綜合集成，碳市場與電力市場、用能權、綠證交易市場等融合推進。三是持續(xù)推進技術創(chuàng)新。在電源方面，對水電站進行系統性分析，尋找具備條件的水電站進行提高蓄能能力的改造，增加系統調節(jié)能力；加大儲能技術的開發(fā)、工業(yè)試驗、商業(yè)模式創(chuàng)新；加大煤電靈活性改造；加大新一代核電技術應用，加快小型堆技術的商業(yè)化應用；充分利用發(fā)電側和用戶側資源，提高系統轉動慣量，保障電力系統穩(wěn)定運行；積極開展碳移除及CCUS技術儲備。在電網方面，加強研究電力系統的重構，提高電網的智能化和柔性、韌性；加大通訊網、電網、交通網的融合，提高電力供需耦合；加大電網與分布式微電網的協調技術及運行技術研究；加大防范新的重大能源電力安全風險技術的研究。2新型電力系統規(guī)劃新問題（1）源-荷不確定性加劇。在電源側波動性和用戶側含源負荷隨機性的共同作用下，不確定性將廣泛存在新一代力系統各個環(huán)節(jié)，如何對源-荷不確定性準確建模，并建立能夠體現多樣運行場景的電源出力預測和負荷預測方法是支撐新型電力系統規(guī)劃的前提。（2）碳水平評估。傳統規(guī)劃方法中電源規(guī)劃是在滿足電力平衡的前提下以經濟性為目標；電網規(guī)劃則是在滿足一定的穩(wěn)定性或可靠性要求下，提高方案經濟性。碳交易環(huán)境下的新型電力系統規(guī)劃除需考慮可靠性和經濟性外，還應將碳水平計入評估體系，其模型的評估決策實質是經濟指標、可靠指標和環(huán)境指標的三方博弈。如何將碳水平評估問題與電力系統規(guī)劃決策問題相結合，建立低碳評價體系是支撐新型電力系統規(guī)劃面臨的重要問題。（3）多主體協同規(guī)劃。傳統的電力系統規(guī)劃一般是電源規(guī)劃、輸電網規(guī)劃、配電網規(guī)劃分別進行。而新型電力系統在電源側、電網側和負荷側均具備靈活多變的運行策略，且參與電量平衡的利益主體更多。僅考慮某一環(huán)節(jié)的規(guī)劃思路已無法適應源網荷儲各環(huán)節(jié)的互動深度，需要考慮包括儲能在內的多主體協同規(guī)劃理論。3水電在新型電力系統中的作用分析在未來電力系統中，常規(guī)水電既要提供基礎電量，又要發(fā)揮容量功能，是集一、二次能源于一體且具有長周期儲能特性的蓄能電站。抽水蓄能電站立足于規(guī)模占比最高的儲能資源，定位于服務新能源快速發(fā)展，是建設新型電力系統的支撐性電源之一。其新的重要作用體現在三個方面：一是增強電力系統調節(jié)能力。抽水蓄能電站啟停靈活、調節(jié)速度快、跟蹤負荷能力強，是目前大規(guī)模最具靈活性的電源，在系統中可以充分發(fā)揮調峰填谷、調頻、快速跟蹤負荷、事故備用、無功調節(jié)等作用，提高系統供電質量。二是發(fā)揮儲能作用。與新能源聯合協調運行，顯著提高新能源資源利用率，有效緩解棄風、棄光。與核電配合運行，保障穩(wěn)定運行，提高其運行效益、安全性和經濟性。通過削峰填谷，減小系統火電調峰幅度，改善煤電機組運行條件，降低系統燃料消耗與運行成本，提高系統運行經濟性。三是保障電網安全運行。作為負荷中心區(qū)域或電力輸送的支撐電源，增強電力系統應對事故的能力，保障電力系統安全可靠和穩(wěn)定運行；提供物理轉動慣量，提升系統抗擾動能力。抽水蓄能電站可在無外界幫助的情況下使電力系統在較短時間內恢復供電能力。4展望分析1）新型電力系統是以風電、光伏發(fā)電為主要構成的電力系統，由于新的主力電源具有波動性、隨機性、間歇性等特點，必然給電力系統所必需的“實時平衡、穩(wěn)定運行”要求帶來前所未有的嚴峻挑戰(zhàn)。2）解決新型電力系統“實時平衡、穩(wěn)定運行”需要大數據、云平臺、5G以上通訊網絡、超級計算、智能電力系統、超大規(guī)模儲能系統等技術的支撐，其中儲能是最具基礎性的。3）從當前技術水平來看，有研究價值的儲能技術只有具備“技術具可行性、經濟可市場化、前景可規(guī)模化”三者兼具的抽水蓄能、化學儲能、氫儲能共三種儲能形式。4）真正能夠廣泛應用的是化學電池儲能、抽水蓄能兩種儲能形式和抽水蓄能電站、化學電池儲能電站、換電站三種應用場景。5）面對“實時平衡、穩(wěn)定運行”中供需實時平衡的問題，應該以抽水蓄能電站、化學儲能電站、換電站、風光冗余裝機四方面組合的解決方案為主，其他儲能和調節(jié)措施為輔。結束語目前國內外針對新一代電力系統低碳規(guī)劃問題的研究仍處于起步階段，需要進一步的完善和發(fā)展。本文從源-荷不確定性加劇、碳水平評估、多主體協同規(guī)劃，水電在新型電力系統中的作用幾個方面對新型電力系統規(guī)劃新問題進行了分析，探索出合理有效的解決思路，通過對新型電力系統規(guī)劃的基礎模型與流程框架，以及支撐新型電力系統規(guī)劃的關鍵技術領域研究成果的研究，以期為低碳發(fā)展目標下的電網規(guī)劃決策研究提供參考。參考文獻[1]司大軍.“新型電力系統下新能源與大負荷特性與控制”特約專欄寄語[J].云南電力技術,2020,49(04):1.[2]劉俊鵬.考慮凈負荷矩不確定性的新型電力系統分布魯棒優(yōu)化調度[D].長沙理工大學,2020.