国网经济技术研究院李晖：做好关键问题与技术研究 助推“沙戈荒”基地开发外送

“沙戈荒”大型风光电基地开发外送是保障国家能源安全、构建新型能源体系的重要举措。《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》提出，“十四五”“十五五”时期，将优先以内蒙古库布齐、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠为重点开发大型风光电基地，到2030年总装机达4.55亿千瓦。在国家能源主管部门和国家电网有限公司的指导下，国网经研院统筹发展和安全，统筹保供与转型，研究了“沙戈荒”基地外送过程中的一系列问题，提出“沙戈荒”电力外送及电源与储能配置方案，推动“沙戈荒”直流等多项重点工程前期工作。

  “沙戈荒”基地开发外送对电力系统中的电源灵活互济技术、送受端网架形态、组网设备和调控模式，以及廊道方案、电源及外送设施设计都提出了较高要求，并对源网各主体成本疏导机制提出了新需求。这些涉及四个关键问题：如何秉持系统观念做好通道规划，保障系统安全；如何立足保供定位，发挥好通道的系统作用；如何以直流技术创新解决大规模新能源外送面临的问题；如何提高“沙戈荒”基地外送经济性，保障基地作用发挥。

  第一，“沙戈荒”基地直流起点、落点布局集中，要以系统规划观念，统筹做好“沙戈荒”基地外送方案和电网格局研究，保障大电网安全。大规模“沙戈荒”风光电基地长距离接入送端电网，功角稳定特性复杂、失稳风险加大；西北电网呈现“长链式”“哑铃型”特征，直流单群规模大，“长链式”结构故障转移困难；受端新能源大发时常规电源开机不足，系统频率调节和动态无功支撑能力显著下降；受端电网落点密集，直流间相互影响明显；密集通道、同送同受故障给送受端系统带来巨大安全风险；注重工程论证，缺少系统研究，可能带来结构性风险。鉴于上述风险，总体应坚持系统观念，统筹“沙戈荒”通道送电安排；送端“能分则分”，加强抵御直流群故障冲击的能力；受端“宜柔则柔”，坚持分层分区，构建清晰合理的主网架结构；遵循全国整体电力流向，合理匹配送受端，降低密集通道风险。

  第二，坚持保供定位，充分发挥“沙戈荒”直流系统功能。在能源转型形势下，“沙戈荒”基地外送直流在向受端输送高比例清洁电力的同时，还需充分发挥电力保供作用，而在运直流保供能力基本等同于配套支撑性电源规模。因此要优化基地电源配置，提高外送通道保供作用。配套煤电对于提升外送通道的保供能力不可或缺，配套储能则可提升新能源利用率和高峰时段顶峰能力，但对通道的调峰顶峰作用存在边际效应递减。要统筹电源特性、送受端需求，拟定通道送电曲线。

  第三，加强直流技术储备，着力提升交直流相互适应能力。暂态过电压是影响大规模新能源经特高压常规直流安全送出的关键问题。受其影响，特高压常规直流的输送功率与送端新能源上网能力呈现“跷跷板”耦合关系。“沙戈荒”基地新能源装机规模、占比较以往的能源基地更高，需新能源和直流两侧共同发力：新能源侧要优化故障穿越特性，直流侧要升级直流技术、提升涉网特性。

  从技术上来讲，柔性直流运行控制灵活，适用于大规模新能源集中送出。在延续传统基于电网换相换流器的直流输电（LCC）技术积淀的基础上，国网经研院研究提出了基于静止无功发生器的直流输电（SLCC）技术。该技术兼具柔性直流和常规直流的优点，可以与柔性直流一同作为“沙戈荒”基地的可行直流技术。目前，SLCC已经完成了技术开发、实时数字仿真实验，并研制了动模样机，正在开展技术暂稳态性能的全面验证。

  第四，提高通道外送经济性，完善各主体成本疏导机制。“沙戈荒”基地经济性和电价机制是通道持续发挥作用的重要保障。国网经研院测算了“沙戈荒”基地发电、配套储能、电压支撑设备、输电通道等外送全环节的经济性。结果表明，“沙戈荒”基地发电经济性受多重因素影响，发电侧的成本需要考虑电源、储能、调相机等多种投入，发电成本高于西北大部分省份燃煤发电上网基准价，目前火电仍是“沙戈荒”基地更为经济的调节资源；外送直流与受端地区煤电相比无电价竞争力；充分发挥多种类型市场机制优势可提升“沙戈荒”基地发电经济性。