国家能源局在2023年第二季度新闻发布会上透露，截至目前，我国第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区（以下简称“沙戈荒”）为重点的大型风电光伏基地建设项目共9705万千瓦全面开工，第二批基地项目陆续开工建设，第三批基地项目清单已于近期正式印发实施。
据测算，“沙戈荒”新能源理论可开发量巨大，并网对电力系统提出更高要求。在业内人士看来，“沙戈荒”大型风光基地开发外送意义重大，解决“沙戈荒”新能源大基地建设与电网系统调节能力的匹配问题，既要统筹协调各方电源发展，也要提升电力外送技术，更需提高其灵活性调峰常态化能力。
那么，如何秉持系统观念做好清洁能源电力外送规划？如何通过技术创新保障电力系统安全？如何提高电源灵活性调峰常态化能力？近日，在“支撑沙戈荒大型风光电基地外送的先进源网技术专题研讨会”上，与会专家给出了真知灼见。
对网架、设计、成本疏导等
提出新要求
众所周知，“沙戈荒”大型风光基地开发外送意义重大，是保障国家能源安全、构建新型能源体系的重要举措，对电力系统提出了新要求，即对电源灵活互济技术要求高，对送受端网架形态要求高，对组网设备和调控模式要求高，对廊道方案、电源及外送设施设计要求高，并对源网各主体成本疏导机制提出新需求。
“国绕上述新要求，我们构想了‘沙戈荒’大型风光基地外送关键技术框架，包括新型电源、外送系统构建、关键设备及控制、外送工程设计关键、价值量化及市场机制五个技术领域。”国网经济技术研究院有限公司副总经理李晖表示，他们提出坚持系统规划观念，确保“沙戈荒”大型风光基地安全外送；坚持保供定位，充分发挥“沙戈荒”直流系统功能；加强直流技术储备，着力提升交直流相互适应能力；提高通道外送经济性，完善各主体成本疏导机制。
中国华能集团有限公司清洁能源技术研究院副院长郭小江表示，“沙戈荒”地区的特性对新能源设备运行提出了更高要求。未来需研发适应“沙戈荒”的风电技术，提高风电机组的可靠性和环境的适应性；需研发具备高效发电能力、抗遮挡的新型电池组件技术和柔性支架技术。
为解决以往新能源场站在规划阶段各专业数据一致性较差、源网规划建设不匹配、源网调度运行经济性欠佳等问题，郭小江建议，开发集资源评估、选型选址、场群设计、并网分析、生产模拟于一体的大型能源基地规划优化平台，可实现大型能源基地的全流程一体化开发设计。
应推动就地消纳
与开发外送并举
除解决电力系统的高标准问题外，如何提高“沙戈荒”可再生能源外送比例，也是摆在各方面前的一道必答题。目前，“沙戈荒”大型风光基地建设面临新能源与电力系统调节能力建设不匹配的难题，以及新能源大规模并网对电网规划要求更高、新能源大规模开发外送技术亟待创新等挑战。
中国能源建设股份有限公司电力规划设计总院电力发展研究院副院长刘强表示，在优化配置“沙戈荒”大型风光基地电源方面，需坚持系统观念、统筹协调、清洁低碳、经济合理的原则。此外，还要以清洁、高效、经济、安全、可靠为目标，优化基地外送电源规模配置，更要“三位一体”（大型风光基地+先进煤电+特高压通道）开发布局基地电源，坚持风光电基地、调节配套常规支撑电源与通道起点一体化布置于合理半径范围，应综合考虑规模、布局、电网网架等明确接入方案。“我们认为，新能源基地一般宜布局在换流站周边合理范围内，距离越近效果越好。”
郭小江认为，推进“沙戈荒”大型风光基地一体化调控的应用示范，需加快推进适应“沙戈荒”环境的风电、光伏发电、储能等技术发展及CCUS（碳捕集、利用与封存）技术的推广应用。同时，要加强火电灵活性改造、储能、氢能等调节技术发展，加强辅助服务等支持政策引导。此外，还需引入高耗能企业及产业并向“沙戈荒”地区转移，推进“沙戈荒”大型风光基地电能实现就地消纳与开发外送并举。
在国家电力投资集团有限公司光伏产业创新中心研究员李晓峰看来，我国新能源装机容量持续高速增长，非同步电源逐步成为新型电力系统的主体，电源对电力系统的电压、惯量支撑能力日益下降。新型电力系统建设迫切需要高效率的动态电压和惯量支撑设备，新型同步调相机可解决此问题。
李晓峰解释道，调相机在新型电力系统中可以起到短路容量支撑、提供转动惯量、快速响应高性能励磁系统等作用。因此，建议加快前沿技术攻关研究，开发高惯量调相机、储能调相机、双轴励磁调相机等新技术。
需提高电源的灵活性调峰
常态化能力
与会人士认为，新型电力系统建设是以支撑实现“双碳”为主要目标，从电源端来看，火电、水电、新能源、储能等各类电源除需多能互补协同发展外，更需提高电源的灵活性调峰常态化能力。
哈尔滨电气集团有限公司工程研究中心低碳能源研究所副经理刘鑫指出，在灵活性电源严重缺乏的大环境下，火电机组逐渐由传统的提供电力、电量的主体电源，转变为向电力系统提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础性、支撑性、灵活性调节电源，实现在役煤电机组灵活性调峰常态化发展。针对“沙戈荒”地区新能源间接性、不稳定性的特点，需要火电机组起到大调节量、基础保障、调峰调频的作用。
为了提高电源的灵活性调峰能力，刘鑫表示，他们提出两个新型先进煤电深度调峰技术——15%-100%深度调峰技术和0-100%全负荷调峰技术。其中，15%-100%低负荷深度调峰技术已研发完成并通过验收，具备工程化应用能力，可有效提高锅炉及辅机运行灵活性。0-100%全负荷调峰技术可以通过压缩空气储能与火电耦合调峰、熔盐储能与火电转合调峰、抽水蓄能与火电机组耦合调峰三种路线实现。
清华大学电机系教授夏清分析，如今高比例可再生能源电力系统面临诸多挑战：新型电力系统转型将经历从量变到质变的过程；新型电力系统面临时间和空间两个维度的电力不平衡；新能源除提供零碳正外部性外，还需要大电网提供强大的时空灵活性。应对挑战需要提高电力系统的灵活性调节能力，一方面，电力网络提供空间尺度的灵活性，即通过电力互联实现灵活性资源的空间互济；另一方面，多类型灵活性资源提供不同时间尺度的灵活性。其中，电网能够实现对荷端灵活性资源的聚合，以及新能源发电与荷端灵活性资源的互动。
“灵活性资源在时间尺度上进行源荷协同互补可以保障电力系统安全运行；在空间尺度上利用跨区互联大电网保障电力电量平衡。”夏清建议，可针对“沙戈荒”大型风光基地，利用光热、电化学储能等灵活性资源消除“沙戈荒”基地出力时间不平衡的问题，实现长期稳定的能量外送，提升外送线路的利用率。
