海南电网新型电力系统调度运行面临形势与应对策略(海南中调-谢磊)

2025年5月中国南方电网本文件的知识产权属南方电网公司所有。对本文件的使用及处置应严格遵循南方电网公司有关规定或获取本文件的合同及约定的条件和要求。未经南方电网公司事先书面海南高比例新能源结构新型电力系统特征凸显海南高比例新能源结构新型电力系统特征凸显推动能源清洁低碳转型方面走在全国前列。新能源已成为省内第一大电源类型，2024年统调新能源发电装机、电量占比分别达34%、20%（全口径新能源发电装机、电量占比分别达42%、23%）。1000目4中国南方电网◆新能源电量替代明显，装机替代不足。常规机组发电空间受挤，建设积极性不高，系统面临“保供应”与“保消纳”双重盾、“低谷弃电、高峰缺电”问题。0·年0海南2020-2023年新能源置信容量年0中国南方电网中国南方电网海南气电占比高达30%,高度依赖一次能源供应，海气无调节能力，无法匹配海南季节用电需求，LNG市场价格高企，能源保供形势严峻，连续高温及气温骤降等极端天气发生时，电力供应不足1月2月3月4月506月7月8月9月10月11月12月电力盈余一统调负荷一可供能力29福徐乙线海南统调393万千瓦出发电测备用一次调须备用(上)0000母联开关重过数告警80%口母线电压越限告警11KVD福徐双线海蓄电站随着大规模光伏、海上风电并网，叠加昌江核电二期百万千瓦级核电投产，核电“大机”地位再次凸显，系统大机小网问题愈加突出，核电二期接入系统方案批复时，要求核电具备日调峰能力并开展调峰策略研究，届时国家还尚未提出建设新型电力系统战略，而目前华能反馈核电二期机组不具备日调峰能力，加剧海南调峰矛盾，未来三年午、晚间调峰缺口逐年加大，新能源弃电率达19.6%，海南电网新能源消纳及弃电问题突出。000中国南方电网中国南方电网◆电动汽车快速发展影响用电负荷曲线，给电网带来“零点高峰特征。2024年海南电网6次负荷创新高，其中5次发生50000月10月1一4月28日一2月1日—1月27日一4月28日3.调节压力在午间新能源出力大发时期，5分钟内新能源功率波动功率由以往的5万千瓦提升至20-30万千瓦，省内机组调控速率难以匹配新能源波动速率，存在500kV联网线越限风险（联网线正常按0功率控制时，联网线潮流需要控制在5万千瓦内）。尤其是冬春季负荷低谷午间时期，受系统调峰困难影响，需安排调节速率较快的气电机组停机，省内煤电机组无法满足新能源功率波动速率。若发生在孤网情况下，可能导致系统频率问题。12:0012:0512:1012:15停机检修配合调峰12:0012:0512:1012:15停机检修配合调峰煤电机组调节速率难以匹配新能源波动速率。以今年春节2月12日午间为例，12时10分至15分，全省集中式光伏出力短时内从144万千瓦上涨至167万千瓦，光伏功率5分钟内突增23万千瓦；当时午间省内全部煤电机组调节速率为仅为9万千瓦/5分钟（部分煤电机组已于春节前安排3.调节压力燃煤机组调节能力不强。目前海南8台煤电机组，完成灵活性改造的仅国家能源集团西南部电厂2台机组，具备接近20%负荷率的深度调峰能力，而华能集团海口电厂、东方电厂共6台煤电机组因存在供热，机组平均调峰深度仅能达到45%左右。经与海口电厂了解，华能集团计划不再对30万千瓦级的煤电机组进行较大的费用投入开展机组改造，影响新能源消纳能力约51.5万千瓦，省内调峰能力无法得到完全释放。抽蓄利用率受限制。抽蓄抽发损耗电量纳入第三监管周期综合线损电量，根据公司经营指标要求，2024年抽蓄抽水损失电量不得超过1.5亿千瓦时，折合抽水电量为6亿千瓦时，抽水利用小时数1000小时。但南方能源监管局明确要求需提升抽蓄利用小时数，在启动调峰市场前必须先调用抽蓄机组，最大化消纳新能源。抽蓄使用受限与监管机构要求不符。光伏配储应用模式单一。目前光伏配储投运容量52.5万千瓦（充电2小时主要由调度员人工根据调峰需求或保供需求人工进行调用。当前海南缺乏独立储能、新能源配套储能等储能设施的电价政策，限制了光伏配套储能参与调频、夜间低谷调峰、断面控制、主变重过载调控、晚高峰电力平衡等应用场景。4.安全稳定压力时域仿真曲线时间功源出低能力有 时域仿真曲线时间功源出低能力有 时域仿真曲线 CZ2、3海风出力400MWCZ2、3海风出力380MW120010008006004002000时间(s)系统惯量不足和频率特性恶化等问题凸显。海南新能源渗透率最高75%，全年渗透率超50%的天数达到142天，新能源大发期间常规机组开机减少，将导致系统频率响应恶化、抵御故障能力下降，故障情况下新能源无序脱网风险持续增加。孤网运行风险加大。海南与区外电网弱联络，若被动进入孤网运行，省内发生大机组跳闸，或新能源密集接入地区故障导致新能源场站大面积降出力或脱网，可能引起系统频率失稳，若防控措施失效，将导致系统崩溃，造成大面积停时域仿真曲线50.049.849.649.449.249.0惯量不时大规时，短模功率扰频率峰值动造成越惯量不时大规时，短模功率扰频率峰值动造成越 时间(s)中国南方电网中国南方电网况下，存在220kV福博断面、鹅成+罗成断面等断面不满足N-1情况(2024年春节期间，受龙江光伏电站大发影响，220kV鹅成+罗成断面午间N-1负载率109%)。坊站电压跌落持续较长时间，接入光伏(约30万千瓦)目加强新能源接入系统前期风险评估工作。强化规划与调度运行部门的风险联防联控，规划前期充分研究论证高比例新能源接入对电网安全运行的影响，开展大量光伏、海上风电接入对电网安全稳定运行专题研究，确保大量新能源接入后电网安全稳定运行。加强新能源并网仿真建模计算。推进新能源场站并网检测及仿真建模工作，完成75%容量的存量110千伏及以上新能源场站电磁暂态建模。严格审查新能源场站与储能站的测试报告，实测数据纳入计算数据，开展新能源仿真建模参数实测库的版本管理，提升实测参数在仿真计算中的通用性。推动新能源AGC/AVC闭环控制率持续提升。持续推进新能源AGC闭环控制建设，目前海南具备通过AGC直控新能源的条件，已实现对AGC闭环场站的发电控制。推进新能源电厂一次调频建设。加快推进新能源电厂一次调频建设，督促投产满半年新能源厂站完成一次调频试验，对于未按期完成的，严格落实两个细则考核要求。规范管理新能源场站涉网控制功能。全面梳理新能源场站高低压保护、高低频保护、频率变化率保护等定值，对新并网新能源场站涉网控制功能进行规范管理，完成存量新能源场站涉网控制功能配置及定值整改。推动新能源配套储能、独立储能电站及抽水蓄能电站建设，提升系统调节能力。开展新能源大规模接入后的配套储能优化调度策略研究。结合新能源和储能的发展，提前开展新能源及储能参与电力市场机制研究，通过市场化方式解决新能源消纳问题和储能的可持续发展问题。推进新能源纳入稳控措施资源池。提升新能源参与安全稳定控制能力，建设新能源控制站，实现新能源纳入三道防线切机量。2.严把新能源并网管理“入口关”2.严把新能源并网管理“入口关”完善新能源台账、运行信息等基础数据，着力提升新能源场站E文件数据质量，为新能源可观可测可控奠定基础。大力推动新能源高精度功率预测技术研究应用，优化新能源功率预测系统功能，进一步提升新能源预测水平。强化分布式新能源管理，将分布式新能源从负荷侧剥离，准确还原系统负荷、母线负荷的实际值和预测值，将分布式新能源纳入电力电量平衡管理。持续强化新能源并网“一口对外”机制运转，前端管控新能源配套储能安装、现场调试、启动送电。加强光伏配储同步建设同步投产，将新增新能源项目配网储能同步并网作为新能源并网的前提。建立光伏配储“应配未配”“应投未投”等相应惩罚机制，针对发电集团旗下存在配套储能未投运的存量新能源项目，暂停受理该发电集团旗下其他新增新能源项目，保障落实系统调节能力建设落到实处。推动昌江核电二期开展系统调峰、安全稳定等专题研究，支撑昌江核电二期投运后机组调峰能力及运行方式优化。协调政府督促三峡集团加快推进羊林抽蓄建设，推进黄竹坪抽蓄可研等前期工作，提升系统调节能力。协调政府督促华能海口电厂、东方电厂开展灵活性改造，提升机组调峰能力。进一步深入研究测算海南新能源接纳能力，引导政府优化电源发展规划，推动调节电源规划建设。开展负荷侧资源调用实操演练，检验实际效果。加快海南新能源参与电力市场机制研究，推动政府出台新能源保障性消纳政策，超出保障性消纳部分进入中长期市场、现货市场交易，利用市场机制促进新能源消纳，解决新能源与常规能源利益分配、协同发展问题。积极推动政府出台海南清洁能源消纳原则，保障新能源发电管理依法依规有序开展。加快研究光伏配储成本疏导策略，推动政府出台海南省独立储能、新能源配套储能充放电电价机制，丰富储能应用场景，充分发挥储能灵活调节作用。推动海南长时储能项目建设，满足未来大规模海上风电并网对长时储能的需求。第三监管周期内，着力研究制定抽蓄优化调用策略，统筹清洁能源消纳、保障电力供应与抽蓄经济调用的关系。开展抽蓄充放电损耗对外疏导机制研究，推动政府将抽蓄充放电损耗电量不纳入电网公司网损电量，争取下个监管周期将抽蓄运行成本与公司经营脱钩，进一步提升抽蓄利用率，保障清洁能源消纳、保障电力供应和电网运行安全。目中国南方电网中国南方电网场景1:有效应对海南电网零点高峰“新特性”场景1:有效应对海南电网零点高峰“新特性”2024年，海南新能源汽车已达33.6万辆，充电功率达63万千瓦(占最高负荷7.8%);预计2025年、2030年电达到90万千瓦、275万千瓦。“设备重过载”中国南方电网中国南方电网场景1:有效应对海南电网零点高峰“新特性”规〔2024〕2号)。原电价政策曲线原电价政策曲线分时电价预测曲线月低段平段明12月11568月月月月月且平时段低谷时段月月月月月且段疆中国南方电网中国南方电网◆可观：90座集中式新能源厂站四遥信息均已上送中调、备调区域信息储能控制监视总览实时监视断面监视场站信息量测一览操作告警模型维护控制流程区域信息储能控制监视总览实时监视断面监视场站信息量测一览操作告警模型维护控制流程风电总有功13光伏总有功1065群组信息给定目标800正向步长10.0%Pe限电步长10.0%Pe模式批量修改当地/MANU人工偏置调节需求0.0火电下备用场题名称场题名称PLC信息pLc名称 5惰高浙新光伏长风光伏20驻罪光伏12漩莲光伏自动/AJTD自动/风m786.0白由发电200.0lo.0135,4白由发电300.0D.o光伏光伏光伏光伏白由MA9517,545.0光快白山MA027.486.0光伏白由MAE5123,064.0D6白由MAG白由MA90白由MA05ooooooo正常运行正常运行正常运行正常运行正常选行正常运行正常运行正常运行正常运行正常运行正常选待正常适行中国南方电网中国南方电网场景3:构网控制技术应用情况场景3:构网控制技术应用情况场景3：构网控制技术应用情况场景3：构网控制技术应用情况霞山站大负荷情况下220kV霞山-迈号线路瞬时故障仿真表明：构网型控制具有更强的电压支撑能力，可避免电压偏低及波动导致的光伏站反复进出低穿情况，有效提高负荷中心电压稳定性。0.80.60.40.20.0构网型跟网型时间(s)构网型电压支撑能力比跟网型强6050403020100边城光伏反复进出低穿 构网型跟网型华林光伏无法退出低穿012345678910时间(s)构网控制有效避免反复进出低穿，提升新能源运行稳定性场景3：构网控制技术应用