風(fēng)火打捆外送下風(fēng)電對電網(wǎng)暫態(tài)失步的影響分析

風(fēng)火打捆外送下風(fēng)電對電網(wǎng)暫態(tài)失步的影響分析風(fēng)火打捆外送（WFFS）是指通過高壓輸電線路將風(fēng)能和太陽能等可再生能源的電力輸送到電網(wǎng)中，起到優(yōu)化電力系統(tǒng)、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的作用。而風(fēng)電作為一種重要的可再生能源形式，其輸出功率存在變化，對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性也會產(chǎn)生影響。因此本文將分析WFFS下風(fēng)電對電網(wǎng)暫態(tài)失步的影響，并從技術(shù)和政策角度提出建議。

一、WFFS下風(fēng)電對電網(wǎng)暫態(tài)失步的影響

1.輸電線路的電氣特性

WFFS涉及的高壓輸電線路跨越較長，導(dǎo)致其具有較大的電阻、電感和電容值，特別是在高電壓電纜、變壓器等組件中會累積相當(dāng)數(shù)量的電容，進(jìn)而使得輸電線路整體上呈現(xiàn)出較大的帶電量和電氣容量。當(dāng)中風(fēng)電的供電功率發(fā)生快速的波動時，導(dǎo)致電能從風(fēng)電匯聚點(diǎn)快速流向輸電線路，同時帶有較大的電荷能量，這種過程在電動力的積累過程中容易形成電流尖峰，而電感的存在會進(jìn)一步放大這種影響，從而使得輸電線路處在暫時性的失步狀態(tài)下。

2.風(fēng)電的輸出功率波動

風(fēng)電的輸出功率波動是風(fēng)電場存在的一個客觀現(xiàn)象，而這種功率波動主要源自氣象因素和風(fēng)機(jī)故障等多種因素。所以，風(fēng)電場的電網(wǎng)電壓產(chǎn)生而來的變化也是隨著風(fēng)能波動而變化的。當(dāng)風(fēng)電輸出功率突然增加時，會使得該區(qū)域的輸電線路的電流、電壓等參數(shù)突然發(fā)生變化，從而引發(fā)電網(wǎng)失步。同樣，當(dāng)風(fēng)電輸出功率突然下降時，就會使得輸電線路的電氣特性發(fā)生變化，導(dǎo)致電網(wǎng)失步的可能性更加顯著。

3.對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的損害

在WFFS中，由于輸電線路遠(yuǎn)距離傳輸，其有限的交流傳導(dǎo)能力將面臨克服電氣阻力的壓力，而這種壓力可能會在輸電線路中堆積并導(dǎo)致線路閃失。同時，由于風(fēng)能的波動性質(zhì)，風(fēng)電所產(chǎn)生的電功率波動也會導(dǎo)致電網(wǎng)的不穩(wěn)定性，特別是諧波干擾、降壓和過大電比例失衡等不同類型的暫態(tài)失步，在實(shí)際場景中都是令人擔(dān)憂的。

二、從技術(shù)與政策角度提出相關(guān)建議

1.在技術(shù)上完善風(fēng)電場的建設(shè)與維護(hù)

當(dāng)前，在風(fēng)火打捆外送技術(shù)的應(yīng)用和推廣中，風(fēng)電場的建設(shè)和維護(hù)會充分影響可再生能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在此建議，開發(fā)商和投資機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)電場的設(shè)計(jì)和管理，特別是風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)測、故障診斷、氣象預(yù)報(bào)等方面，從根本上降低風(fēng)電輸出功率波動帶來的不穩(wěn)定性。

2.優(yōu)化電網(wǎng)監(jiān)測與保護(hù)

為了抵御WFFS導(dǎo)致的臨時性失密，運(yùn)營商應(yīng)完善電網(wǎng)監(jiān)測并在及時的基礎(chǔ)上啟動安全保險(xiǎn)，簡化電網(wǎng)保護(hù)設(shè)施的操作流程，提高電路容忍度和靈活性，擠壓任何不利于電力正常傳輸?shù)囊蛩?。此外，對于整個電力系統(tǒng)，不僅需要從傳輸線路、電纜、之間的涂層等多個方面進(jìn)行檢查和糾正，還需要制定全面的保護(hù)機(jī)制和檢測標(biāo)準(zhǔn)，以強(qiáng)化電網(wǎng)的安全性。

3.政策上推動建設(shè)可再生能源示范區(qū)

可再生能源示范區(qū)是一個相對封閉、小范圍的能源生態(tài)系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，可再生能源的開發(fā)、應(yīng)用和推廣處于優(yōu)勢地位，可以激發(fā)各個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新，降低應(yīng)用的門檻，進(jìn)一步推進(jìn)建設(shè)風(fēng)火打捆外送等應(yīng)策方向。同時，政府應(yīng)推動能源綜合利用的形成和推廣，將可再生能源、現(xiàn)代技術(shù)和制造業(yè)緊密結(jié)合，簡化能源產(chǎn)品的供應(yīng)鏈條，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和營利能力的提高。

總之，WFFS是推動能源轉(zhuǎn)型、保護(hù)生態(tài)簡介、增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一項(xiàng)重大舉措，但在實(shí)施過程中，要突破多種技術(shù)、社會、經(jīng)濟(jì)難題的制約，緊密圍繞科技創(chuàng)新、風(fēng)電場建設(shè)和政策扶持等多個方向，推動風(fēng)火打捆外送高質(zhì)量、高效率發(fā)展并為中國能源的發(fā)展注入新活力。本文將對中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括風(fēng)電、太陽能、水電、生物質(zhì)等多個方面。通過對產(chǎn)量、發(fā)展趨勢、裝機(jī)容量、成本等數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)一步探討可再生能源在中國能源轉(zhuǎn)型和減緩氣候變化中的作用和未來發(fā)展方向。

一、風(fēng)力發(fā)電

1.產(chǎn)量

中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)自1997年開始規(guī)?；_發(fā)以來，產(chǎn)量持續(xù)增長。據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會數(shù)據(jù)，2019年風(fēng)電發(fā)電量達(dá)到4050億千瓦時，同比增長4.9%。其中，東北地區(qū)的發(fā)電量最大，占全國總發(fā)電量的36.2%。不過，由于風(fēng)電的季節(jié)性、地域性等影響因素，風(fēng)電的發(fā)電量仍存在波動。

2.發(fā)展趨勢

中國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展趨勢向著并網(wǎng)、省級平衡和多渠道國際化的方向發(fā)展。并網(wǎng)是指將風(fēng)電場的發(fā)電能力接入電網(wǎng)，以達(dá)到更好的利用效果，提高電網(wǎng)消納能力和經(jīng)濟(jì)性。省級平衡，是指在省份范圍內(nèi)，通過區(qū)域間傳輸和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)能源平衡的方案。包括跨域、省際、聯(lián)網(wǎng)等方式。多渠道國際化是指中國企業(yè)利用多渠道、多國家的資本、技術(shù)、市場等資源，擴(kuò)大海外業(yè)務(wù)，強(qiáng)化市場競爭力。

3.裝機(jī)容量

截至2020年年底，中國風(fēng)電總裝機(jī)容量突破400GW，其中陸上風(fēng)電裝機(jī)容量超過210GW，海上風(fēng)電裝機(jī)容量超過10GW。此外，未來幾年，海上風(fēng)電的裝機(jī)容量有望突破20GW。風(fēng)電的裝機(jī)容量的增加主要受到國家政策支持和技術(shù)進(jìn)步的影響。

4.成本

風(fēng)電的成本也是該行業(yè)關(guān)注的重要指標(biāo)之一。中國風(fēng)電協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)約為0.09元/千瓦時，而中國風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)則在0.38-0.45元/千瓦時之間，高于國際水平。這主要是由于中國風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)水平、生產(chǎn)成本等方面存在不足，但隨著技術(shù)的不斷提升和市場競爭的加劇，風(fēng)電的成本也會逐漸降低。

二、太陽能發(fā)電

1.產(chǎn)量

太陽能是中國可再生能源中的重要組成部分之一。據(jù)中國電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院數(shù)據(jù)，2019年全國太陽能發(fā)電量為231億千瓦時，同比增長16.9%。南方和西北地區(qū)的太陽能發(fā)電量最大，分別占全國總發(fā)電量的38.8%和37.4%。

2.發(fā)展趨勢

太陽能發(fā)電的發(fā)展趨勢主要包括技術(shù)創(chuàng)新、市場化發(fā)展和政策支持。技術(shù)創(chuàng)新體現(xiàn)在太陽能電池的研制和生產(chǎn)，以及太陽能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)等方面。市場化發(fā)展則需要太陽能發(fā)電企業(yè)強(qiáng)化市場競爭力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平。政策支持主要是指國家和地方政府對太陽能發(fā)電的補(bǔ)貼政策和支持措施。

3.裝機(jī)容量

截至2020年年底，中國太陽能光伏總裝機(jī)容量超過250GW，其中分布式光伏裝機(jī)容量超過30GW。此外，2020年，中國新增的太陽能裝機(jī)容量已超過48GW。預(yù)計(jì)到2030年，中國太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到400GW，成為全球最大的太陽能市場。

4.成本

太陽能光伏技術(shù)的成本逐年下降，但仍然存在一定的壓力。據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2019年，中國光伏發(fā)電的成本約為0.45元/千瓦時，高于常規(guī)火電發(fā)電的成本。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟，太陽能光伏的成本也會逐步降低。

三、水力發(fā)電

1.產(chǎn)量

水電發(fā)電一直是中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的主力之一。2019年，全國水電發(fā)電量達(dá)到12464億千瓦時，同比增長3.3%。華東和華南地區(qū)的水電發(fā)電量最大，分別占全國總發(fā)電量的25.2%和24.6%。

2.發(fā)展趨勢

水電發(fā)電的發(fā)展趨勢主要包括建設(shè)規(guī)范、技術(shù)改進(jìn)和環(huán)保生態(tài)。建設(shè)規(guī)范是指加強(qiáng)水電站的建設(shè)管理，落實(shí)各項(xiàng)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避安全事故的發(fā)生。技術(shù)改進(jìn)則是通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，全面提升水電站的效率和性能。環(huán)保生態(tài)是指在建設(shè)水電站的同時，兼顧生態(tài)環(huán)境和社會效益。

3.裝機(jī)容量

截至2020年年底，中國水電總裝機(jī)容量達(dá)到3.4萬萬千瓦，其中大型水電站裝機(jī)容量超過1.2萬萬千瓦，中小型水電站裝機(jī)容量約為2.2萬萬千瓦。未來，中國水電發(fā)電的裝機(jī)容量還有望進(jìn)一步增加。

4.成本

水電發(fā)電的成本相對較低，主要在于水電站的建設(shè)和運(yùn)營成本較低。據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2019年全國平均水電上網(wǎng)電價(jià)為0.22元/千瓦時，與火電發(fā)電的成本相當(dāng)。未來，隨著水電技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的成熟，水電發(fā)電的成本仍有較大的下降空間。

四、生物質(zhì)能

1.產(chǎn)量

生物質(zhì)能主要包括生物質(zhì)發(fā)電和生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2019年全國生物質(zhì)發(fā)電量為313億千瓦時，同比增長4.4%。黃淮海地區(qū)和西南地區(qū)的生物質(zhì)發(fā)電量最大，分別占全國總發(fā)電量的32.6%和22.8%。

2.發(fā)展趨勢

生物質(zhì)能的發(fā)展趨勢主要包括技術(shù)創(chuàng)新、政策引導(dǎo)和市場化發(fā)展。技術(shù)創(chuàng)新體現(xiàn)在生物質(zhì)燃燒、氣化、液化等多個環(huán)節(jié)的技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化。政策引導(dǎo)則是指國家和地方政府對生物質(zhì)能發(fā)電的補(bǔ)貼政策和支持措施。市場化發(fā)展則需要生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)強(qiáng)化市場競爭力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平。

3.裝機(jī)容量

截至2020年年底，中國生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到16.3GW，其中秸稈發(fā)電裝機(jī)容量約為3.3GW。未來，生物質(zhì)能發(fā)電的裝機(jī)容量還有望進(jìn)一步增加。

4.成本

生物質(zhì)能發(fā)電的成本較高，主要在于生物質(zhì)成本較高，而且生產(chǎn)技術(shù)相對較為落后。據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2019年全國生物質(zhì)發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)為0.63元/千瓦時，居可再生能源之首。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的成熟，生物質(zhì)能發(fā)電的成本逐漸降低的可能性較大。

總之，數(shù)據(jù)分析表明，中國可再生能源行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景和市場潛力。在政府部門的積極扶持下，風(fēng)力、太陽能、水力、生物質(zhì)等各個方面都在不斷發(fā)展壯大，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和配套體系。未來，各個領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和市場化發(fā)展將成為可再生能源的重要推動力量。同時，政府還應(yīng)加大對可再生能源的政策支持力度，推動能源轉(zhuǎn)型和減緩氣候變化。中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路

中國可再生能源產(chǎn)業(yè)自20世紀(jì)初開始探索，經(jīng)過多年的努力探索，已形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)體系，包括風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、生物質(zhì)能等多個方面。隨著政府的支持力度不斷提升，這些產(chǎn)業(yè)逐漸壯大，能源轉(zhuǎn)型和減緩氣候變化的作用也不斷擴(kuò)大。本文將以風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電和水力發(fā)電為例，對中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程和未來發(fā)展方向進(jìn)行分析、總結(jié)。

一、風(fēng)力發(fā)電

1.發(fā)展歷程

中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程可以分為三個階段：初步探索階段（1997年-2005年）、快速發(fā)展階段（2006年-2014年）和調(diào)整完善階段（2015年至今）。

初步探索階段：中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，1997年建成的山東秦山風(fēng)電設(shè)備投入使用，標(biāo)志著中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了規(guī)模化開發(fā)階段。1999年，中國開始制定相關(guān)政策，如《可再生能源法》中的風(fēng)能發(fā)電配額制度和《優(yōu)質(zhì)風(fēng)電發(fā)電設(shè)備推薦目錄》等。此時，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)主要是以小容量和村級為主，裝機(jī)容量較低。

快速發(fā)展階段：2006年以后，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，裝機(jī)容量迅速增加。這一階段主要受到國家政策扶持和技術(shù)進(jìn)步的雙重驅(qū)動。2006年，國家能源局發(fā)布了《風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)暫行管理辦法》，明確規(guī)定風(fēng)電發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)不低于火電上網(wǎng)電價(jià)，并實(shí)行固定上網(wǎng)電價(jià)5年，這大大促進(jìn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。技術(shù)方面，風(fēng)電機(jī)組技術(shù)得到了快速進(jìn)步，風(fēng)機(jī)的功率和裝機(jī)容量都得到了提升。

調(diào)整完善階段：自2015年開始，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了調(diào)整完善階段，這一階段的特點(diǎn)是，政策支持力度不斷加強(qiáng)，技術(shù)優(yōu)化和升級加速推進(jìn)。政策方面，國家提出了“三北”地區(qū)（指華北、東北、西北三個地區(qū)）風(fēng)電開發(fā)規(guī)劃，制定了配套的政策文件，鼓勵企業(yè)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。技術(shù)方面，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展大型風(fēng)電機(jī)組，提升風(fēng)電機(jī)組效能，推進(jìn)風(fēng)電裝備國產(chǎn)化等措施。

2.未來發(fā)展方向

未來，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)將同時注重風(fēng)電的質(zhì)量和數(shù)量，在發(fā)展量的同時實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升。具體地，未來的發(fā)展方向包括以下幾個方面：

（1）研究和推廣新技術(shù)，提高風(fēng)電的利用效率和發(fā)電量；

（2）發(fā)展海上風(fēng)電和分布式風(fēng)電，優(yōu)化風(fēng)電裝機(jī)布局；

（3）建立完善的風(fēng)電發(fā)電配額制度，引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展優(yōu)質(zhì)風(fēng)電項(xiàng)目；

（4）推行風(fēng)電企業(yè)“去杠桿化”的戰(zhàn)略，避免過度投資的風(fēng)險(xiǎn)；

（5）促進(jìn)風(fēng)電與其他可再生能源的協(xié)同發(fā)展。

二、太陽能發(fā)電

1.發(fā)展歷程

中國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程可以分為三個階段：試驗(yàn)階段（20世紀(jì)80年代-90年代中期）、初步建設(shè)階段（1997年-2005年）和規(guī)?？焖贁U(kuò)大階段（2006年至今）。

試驗(yàn)階段：中國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)在20世紀(jì)80年代和90年代中期探索了一些太陽能發(fā)電的技術(shù)路線和應(yīng)用場景，但由于缺乏政策和市場的支持，該行業(yè)的發(fā)展水平較低。

初步建設(shè)階段：自1997年以來，中國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了初步建設(shè)階段，政府出臺了一系列政策支持，加大了對太陽能光伏的投資和扶持。2005年中國光伏產(chǎn)業(yè)裝機(jī)容量