大规模新能源开发利用的关键技术

新能源开发方式

大规模集中式开发（Large-scale Integrated Renewables）

小规模分布式开发 （Distributed Renewables， DR）

先进风力发电技术

双馈风力发电机组 （1-3MW）

直驱风力发电机组（2-10MW）

先进太阳能发电技术

光伏发电

光热发电

不同季节时段典型风、光发电出力特性

风力发电：受大气运动及天气变化的影响，其功率输出也不稳定，变化规律可能刚好与电网负荷需求相反。
光伏发电：受太阳光照强度及天气变化的影响，其电输出非常不稳定，夜间将彻底没有电能输出。

大规模新能源开发利用面临的问题

间歇性、波动性和随机性，其输出功率波动，不稳定
输出电能质量差，电网不喜欢，“垃圾电”
出现大量的弃风、弃光、弃水 （有时达40%以上）
国家发改委和能源局2018年10月30日联合发布《清洁能源消纳行动计划（2018-2020年）》：到2020年，我国弃风、弃光率将控制在5%以下。

有效解决方案-风、光、水互补联合开发？

所谓风、光、水互补联合开发，就是把风电场、光伏电站、和水电厂组合成一个联合的发电系统。
利用水轮机的功率调节对冲风电、光伏发电的波动，使得风光和水电站能稳定出力，形成优质电源，很好满足电网稳定运行的要求。

怎样做？-大规模新能源开发关键技术

建立联合协调优化控制（Control Centre）

打造风、光、水互补联合发电系统

实现先进风光水功率预测

打造实时监测与大数据智能云平台

实现风、光、水互补联合协调优化发电系统

大规模新能源发电并网的关键技术

大规模新能源接入电网的要求及并网条件

大规模新能源风能、太阳能较集中的地方，往往处于电网末端，远离负荷中心
与电网联系薄弱，采用常规交流接入电网困难，可能带来较大的稳定性问题。
并网导则（Grid Codes）

柔性直流输电技术

柔性直流输电是继交流输电、常规直流输电后的一种新型直流输电方式，是目前世界上可控性高、适应性好的输电技术，为电网升级提供了一种有效的技术手段。

柔性直流输电技术原理

柔性直流输电是基于全控型电力电子器件（比如IGBT）的新一代输电技术。在输送电能的同时，可以独立地调节换流器输出的有功和无功功率，实现有功无功的灵活控制。

柔性直流输电技术方案比较

二电平方案

模块化多电平方案

柔直换流器半桥子模块 (Sub-module，SM )组件

核心装备

柔直换流阀

直流输电控制保护

全系统实时数字物理混合仿真技术

系统全闭环数模混合仿真技术，包含新能源发电和柔直MMC换流器物理动模、四象限功率接口、实时数字仿真RTDS等。