新型電力系統數字化轉型智能電網 智能裝備三個不同維度的概念，新能源并網對電網的影響。

新型電力系統需要“四個轉變”。“功能定位、電源結構、系統形態、調控運行模式”通過數字化轉型實現四個轉變。通過建設智能裝備實現智能電網控制。

新能源并網對電網的影響

一、世界性技術·難題

未來幾十年里會有大規模光伏、風電等新能源電站納入電力系統，但新能源功率有效的消納和電網系統安全運行確仍然是世界性的技術難題。

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電力系統仍將維持以交流電為基礎的技術形態，交流電力系統穩定問題將長期存在。隨著我國新能源電力轉型的深入推進，新能源發電裝機大幅增長，電力電子設備高比例接入，電力系統生產結構、運行機理、功能形態等正在發生深刻變化，低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等問題凸顯，電力供需失衡引發頻率、電壓等穩定問題的風險增加，故障形態及連鎖反應路徑更加復雜。新型電力系統安全穩定面臨更加嚴峻的挑戰。

1、隨機波動性

新能源發電具有波動性和隨機性，發電設備的低抗擾性和弱支撐性。

隨著光伏發電、風力發電等電站并網電力系統中系統慣量下降，自身頻率、電壓耐受能力比較低，進而使功率擾動引發的頻率波動問題更大，引發連鎖故障，該問題隨著新能源規模的快速增長日益突出。

2、消納容量不足

雖然目前新能源大規模并網發電存在一定的隱患，通過管理系統的合理調度，新能源的消納得到緩解。

波動性和間歇性是由自然因素而產生的影響，雖然不能對自然條件進行控制，但是可以對設備進行控制。首先，對于發電并網的新能源設備，可以加入擁有規定的并網技術性能。其次，提升電網對于峰值的調節能力，加大電網對于波動和間歇問題的接納能力。當然，在新能源發電系統中，裝置必須要要具備有功功率調整與無功功率調整的功能。

3、局部電網接入能力不足：

風電場大多處于電網末梢，大規模接入后，風電大發期大量上網，電網輸送潮流加大，重載運行線路增多，熱穩定問題逐漸突出。提高輸送能力，但風場棄風問題仍然長期存在。

4、增加電網穩定風險：

風電的間歇性，隨機性增加了電網穩定運行的潛在風險。一是風電引發的潮流多變，增加了有穩定限制的送電斷面的運行控制難度；二是風電發電成分增加，導致在相同的負荷水平下，系統的慣量下降，影響電網動態穩定；三是風電機組在系統故障后可能無法重新建立機端電壓，失去穩定，從而引起地區電網的電壓穩定破壞。

5、保護問題：

（1）潮流的改變，一、導致本線路保護的靈敏度降低及拒動；二、導致本線路保護誤動；三、導致相鄰線路的瞬時速斷保護誤動并失去選擇性；四、導致重合閘不成功。

應對措施：

一是限制分布式電源的并網容量；

二是增加分布式電源隔離變壓器阻抗；

三是分布式電源出口增設方向功率保護；

其中最關鍵一點在于分布式電源并網之前，要在充分調查發電設備阻抗的基礎上，計算分布式電源可能帶來的短路電流的增加，以確定分布式電源的并網容量。

（2）電壓問題：

一、是分布式電源啟停的影響，二、是分布式電源供電間歇性的影響。

（3）應對措施：

一、是從電壓支撐角度，分布式電源有明顯積極作用。這取決合理選擇接入地點、合理選取容量并適當調度；

二、是正常情況下，分布式電源應多發有功少發無功，保持高功率因素運行；減少線路電壓對分布式發電依賴；

三、是在分布式電源接入地點，應安裝適當無功電壓支撐設備，在分布式電源退出運行時投運。

二、供電質量穩定問題

1. 間歇性和波動性：

新能源出力固有特性，規模化并網后對電網影響變大，需要配合電力系統中的可調資源實現能量平衡。

2. 頻率問題：

系統中大規模新能源接入帶來常規電源比例下降，系統慣量下降，功率擾動引發的頻率波動問題更大。

3. 電壓越限：

新能源電壓支撐能力相對有限，隨機性出力可能導致電網局部電壓越限問題突出。

4. 抗擾動能力下降：

故障大擾動下新能源脫網可能惡化電網抗擾動能力，造成事故規模進一步擴大（支愣不起來）。

5. 諧振問題：

電力電子設備可能與系統交互引發諧振，典型的雙饋風電和串補之間這種，比較關注的是次同步振蕩。

三、新型電力系統成套智能裝備

電氣成套智能裝備（新型電力系統智能裝備）

研究解決分布式光伏大規模接入帶來的電壓越限、反向過載等問題，實現配電網大規模分布式電源有序接入、靈活并網和多種能源協調優化調度，提升配電網運行效能，支撐高比例光伏接入下電網系統的安全穩定運行。對新型電力系統存在慣量低、電壓支撐能力不足的“弱網”特性和電能質量惡化問題，利用儲能高靈活性特點，研究具備構網能力的虛擬同步機慣量/電壓支撐和電能質量綜合治理技術，以及高比例新能源接入電網調峰需求的儲能電站穩定運行及控制技術。

1）電氣成套智能裝備，指電網電氣設備在傳統的功能中加裝電子儀表，是的電氣設備具有狀態感知、數據分析、遠程控制功能的電氣裝備，是先進制造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合的新型裝備。

2）電氣成套智能裝備功能強大、操作簡便；幫助分析電網故障特征，指出運行調整策略。智能化的成套裝備處于生產系統的關鍵工序環節，其停機及故障對整個生產系統產生很大的影響。智能設備的復雜程度和精密程度很高，都帶有計算機程序控制系統。傳統的基于機械設備而形成的維修方法和維護經驗，已完全不適合這類設備。智能裝備新增智能系統的維護工作，包括智能裝備運行數據的定期備份及恢復，控制計算機的軟件運行和維護。

3、智能裝備的制造業（機器人、數控機床、服務機器人、其他自動化裝備），工業互聯網（機器視覺、傳感器、RFID、工業以太網）、工業軟件（ERP/MES/DCS等）有機結合的自動化系統集成及生產線集成等。

4、基于智能裝備制造領域的成熟性與壟斷性，產品性能差異化、設備成套系統化是企業追求技術優勢增長及市場規模擴張最為常見的模式。創新企業更加重視依托其核心技術產品，特定應用領域的定制化解決方案。

編輯：黃飛

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