李庚银1-新能源电力系统稳定分析

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1、新能源电力系统分析新能源电力系统分析 North China Electric Power University 李庚银 周明、刘文颖、肖湘宁 李庚银 周明、刘文颖、肖湘宁 新能源电力系统分析专题新能源电力系统分析专题 2 主要内容主要内容 本课程为系列讲座形式，共分4个部分，主要围绕最近 几年承担的国家自然科学基金重大项目、国家“973”计划、 “863”计划、科技支撑计划等重大科研项目中的最新研究成 果，其核心内容涉及新能源电力系统分析领域最新的研究热 点，具体包括：新能源电力系统稳定分析、新能源电力系统 优化调度、新能源电力系统机网协调和新能源电力系统电力 电子化与电能质量等。 本课程为

2、系列讲座形式，共分4个部分，主要围绕最近 几年承担的国家自然科学基金重大项目、国家“973”计划、 “863”计划、科技支撑计划等重大科研项目中的最新研究成 果，其核心内容涉及新能源电力系统分析领域最新的研究热 点，具体包括：新能源电力系统稳定分析、新能源电力系统 优化调度、新能源电力系统机网协调和新能源电力系统电力 电子化与电能质量等。 3 通过本课程的学习，能够开阔电力系统及其自动化专业 硕士研究生的科研视野，使研究生了解新能源电力系统分析 领域目前的研究热点，能够对研究生后续的学位论文选题有 一定的帮助，并能借鉴最新的研究方法进行研究生自己课题 的研究。 通过本课程的学习，能够开阔电力系

3、统及其自动化专业 硕士研究生的科研视野，使研究生了解新能源电力系统分析 领域目前的研究热点，能够对研究生后续的学位论文选题有 一定的帮助，并能借鉴最新的研究方法进行研究生自己课题 的研究。 课程要求课程要求 4 新能源电力系统分析专题新能源电力系统分析专题 1、新能源电力系统稳定分析（1、新能源电力系统稳定分析（李庚银，5月10日李庚银，5月10日） 2、新能源电力系统优化调度（ ） 2、新能源电力系统优化调度（周明，5月17日周明，5月17日） 3、新能源电力系统机网协调（ ） 3、新能源电力系统机网协调（刘文颖，5月24日刘文颖，5月24日） 4、新能源电力系统电力电子化与电能质量（ ）

4、4、新能源电力系统电力电子化与电能质量（肖湘宁，5月31日肖湘宁，5月31日） 新能源电力系统稳定分析新能源电力系统稳定分析 North China Electric Power University 李庚银教授李庚银教授 Email: Tel：010-61773858 新能源电力系统分析专题之一新能源电力系统分析专题之一 6 1 2 3 4 5 前言 新能源发展现状与趋势 新能源发电接入特点及新问题 新能源接入对系统安全稳定性影响 随机-确定性耦合电力系统稳定分析 新能源电力系统稳定分析新能源电力系统稳定分析 7 1. 前言1. 前言 人类起源与发展的示意图 8 人类利用能源 的开始 1.

5、 前言1. 前言 9 9 能源问题是关系人类经济社会发展的重大问题能源问题是关系人类经济社会发展的重大问题 农业社会 能源只是满足 人们生活需要 的一般要素 工业化时代 能源是经济发 展的重要基础 煤炭成为主要 能源 汽车工业时代 石油、天然气 和煤炭成为主 要能源 当前时代 能源成为社会经 济发展的重要制 约因素 能源稀缺性增强 环境污染和气候 变化加剧 下一次能源革命！ 新能源将成为主 要能源？ 下一次能源革命！ 新能源将成为主 要能源？ 1. 前言1. 前言 10 ?我国新能源储量丰富，具有大规模开发的可行性，而电能是 新能源应用的主要媒介，新能源电力系统成为发展趋势 我国新能源储量丰富

6、，具有大规模开发的可行性，而电能是 新能源应用的主要媒介，新能源电力系统成为发展趋势 风电风电：到2020年装机容量达到：到2020年装机容量达到1.5亿千瓦，建成7个千万千瓦 风电基地 亿千瓦，建成7个千万千瓦 风电基地 大型光伏电站大型光伏电站：到2020年装机容量达到：到2020年装机容量达到2000万千瓦，若干百万 千瓦基地 万千瓦，若干百万 千瓦基地 未来中国 新能源定位 未来中国 新能源定位 ?2010年：新能源占到能源消费的10%左右，是补充能源2010年：新能源占到能源消费的10%左右，是补充能源 ?2020年：新能源占到能源消费的15%左右，是替代能源2020年：新能源占到能

7、源消费的15%左右，是替代能源 ?2030年：新能源占到能源消费的25%左右，是主流能源2030年：新能源占到能源消费的25%左右，是主流能源 ?2050年：新能源占到能源消费的40%左右，是主导能源2050年：新能源占到能源消费的40%左右，是主导能源 1. 前言1. 前言 11 大规模风电、太阳 能光伏电站输出功 率的 大规模风电、太阳 能光伏电站输出功 率的随机波动性及 不可准确预测性 随机波动性及 不可准确预测性， 造成电力系统调度 运行困难 ， 造成电力系统调度 运行困难 风电场输出功率随机波动特性 光伏电站输出功率随机波动特性 风电场输出功率随机波动特性 光伏电站输出功率随机波动特

8、性 我国新能源电力系统特点（一）我国新能源电力系统特点（一） 12 电源结构性矛盾电源结构性矛盾突出，缺少快速响应新能源电力随机波 动性的调峰能力，大规模新能源电力消纳面临挑战 突出，缺少快速响应新能源电力随机波 动性的调峰能力，大规模新能源电力消纳面临挑战 我国新能源电力系统特点（二）我国新能源电力系统特点（二） 一次电力一次电力 7.13% 天然气天然气 3.67% 原油原油 18.59% 煤炭煤炭 70.61% 风电风电 0.75% 核电核电 1.90% 水电水电 15.53% 火电火电 81.82% 2009年我国年我国一次能源消费一次能源消费构成构成2009年我国年我国发电量发电量构

9、成构成 13 P13 华北 南方 东北 西藏 西北 上海 华东 新疆 华中 金沙江水电 四川水电 西藏水电 大规模西电东送大规模西电东送 煤电、水电、风电、光伏煤电、水电、风电、光伏 资源与需求逆向分布资源与需求逆向分布， 大容量远距离传输的困 难度与复杂性大大增加 ， 大容量远距离传输的困 难度与复杂性大大增加 负荷中心 我国新能源电力系统特点（三）我国新能源电力系统特点（三） 14 华北 南方 东北 台 湾 华北 南方 东北 台 湾 陕北煤电1、2 陕北 陕北煤电1、2 陕北 蒙西煤电3蒙西煤电3 石家庄石家庄 北京东北京东 华中华中 济南济南 豫北豫北 420 280 240 470 3

10、40 100 360 420 280 240 470 340 100 360 晋东南 徐州 晋东南 徐州 淮南煤电淮南煤电 徐州煤电徐州煤电362 280 362 280 雅龙江梯级 金沙江I期 雅龙江梯级 金沙江I期 金华金华 川西水电川西水电 130 无锡 130 无锡 南阳南阳 283 170 329 150 283 170 329 150 上海北上海北 164164 华东华东 杭北 芜湖 杭北 芜湖 290 400 长沙 290 400 长沙 荆门 恩施 乐山 荆门 恩施 乐山 360 330 川西水电 蒙西煤电4 360 330 川西水电 蒙西煤电4 天津天津 南昌南昌 唐山唐山 青

11、岛青岛 120 300 250 300 450 福州 120 300 250 300 450 福州 400400 南京 200 240 300 沿海核电 南京 200 240 300 沿海核电 沿海电源沿海电源 150 蒙西煤电1 150 蒙西煤电1 宁夏煤电2宁夏煤电2 蒙西煤电2蒙西煤电2 晋中煤电晋中煤电 驻马店驻马店 武汉武汉 沿海核电沿海核电 260 270 300 300 锡盟煤电I 锡盟煤电II 260 270 300 300 锡盟煤电I 锡盟煤电II 480 480 480 480 沿海核电沿海核电 280 210 280 210 300 晋中 300 晋中 重庆重庆 4504

12、50 晋东南煤电晋东南煤电 沿海核电沿海核电 沿海核电沿海核电 金沙江II期金沙江II期 铁岭 地下电站 铁岭 地下电站 上海西上海西 蒙西 锡盟 蒙西 锡盟 图例图例 500千伏交流 500千伏跨国直 流 1000千伏交流 750千伏交流 雅安雅安 西安东 靖边 蒙西煤电6 西安东 靖边 蒙西煤电6 400400 400 400 280 260 400 400 280 260 100100 晋东南煤电 300 晋东南煤电 300 俄罗斯俄罗斯 滁州滁州 泰州140 450 170 泰州140 450 170 270 70 270 130 150 赣州 270 70 270 130 150 赣

13、州 泉州泉州 380 410 170 西藏水电 380 410 170 西藏水电 360 温州 360 温州 280280 蒙古蒙古 绵阳 万县 绵阳 万县 800千伏直流 宝清宝清 440 250 150 440 250 150 260260 榆林榆林 锡盟煤电III锡盟煤电III 430430 200200 蒙西煤电5蒙西煤电5 宁夏煤电1宁夏煤电1 俄罗斯俄罗斯 晋东南煤电晋东南煤电 阜新 本溪 阜新 本溪 宝清 哈尔滨 吉林 450 260 240 300 260 220 宝清 哈尔滨 吉林 450 260 240 300 260 220 西北西北 准东准东 安西 永登 拉西瓦 白银

14、安西 永登 拉西瓦 白银 西宁西宁 官亭官亭 张掖张掖 银川东银川东 哈密新厂哈密新厂 平凉 乾县 渭北 羊曲羊曲 班多班多 宝鸡 兰州东兰州东 天水 榆林 延安 哈密电厂哈密电厂 哈密变 奇台变 吐鲁番变 西山变 东郊变 乌北变 哈密变 奇台变 吐鲁番变 西山变 东郊变 乌北变玛纳斯玛纳斯 奎屯变奎屯变 皇宫变皇宫变 霍城变 库尔勒变 霍城变 库尔勒变 400 霍林河 400 霍林河 450 90 170 220 140 80 90 100 180 140 360 150 100 390 120 120 450 90 170 220 140 80 90 100 180 140 360 150

15、 100 390 120 120 180180 150 220 320 150 220 320 100100 180 160 230 278 141189180 160 230 278 141189 170170 7979 150 257 120 215 416 452 344 40 230 150 257 120 215 416 452 344 40 230 中俄背靠背中俄背靠背 渭南 彬长彬长 至冯屯至冯屯 100 120 70 230 50 30 60 120 呼盟5 呼盟4 呼盟3 呼盟2 伊敏 鄂温克 新左旗 满洲里 100 120 70 230 50 30 60 120 呼盟5 呼

16、盟4 呼盟3 呼盟2 伊敏 鄂温克 新左旗 满洲里 200 呼盟1 海拉尔 200 呼盟1 海拉尔 150150 哈密 460 350 350 连云港 哈密 460 350 350 连云港 盐城盐城 酒泉酒泉 西藏西藏 350 敦煌 350 敦煌 华北 南方 东北 台 湾 华北 南方 东北 台 湾 陕北煤电1、2 陕北 陕北煤电1、2 陕北 蒙西煤电3蒙西煤电3 石家庄石家庄 北京东北京东 华中华中 济南济南 豫北豫北 420 280 240 470 340 100 360 420 280 240 470 340 100 360 晋东南 徐州 晋东南 徐州 淮南煤电淮南煤电 徐州煤电徐州煤电362 280 362 280 雅龙江梯级 金沙江I期 雅龙江梯级 金沙江I期 金华金华 川西水电川西水电 130 无锡 130 无锡 南阳南阳 283 170 329 150 283 170 329 150 上海北上海北 164164 华东华东 杭北 芜湖 杭北 芜湖 290 400 长沙 290 400 长沙 荆门 恩施 乐山 荆门 恩施 乐山