一、我国新能源大规模基地化开发利用现状
近年来，我国以风电、光伏发电为代表的新【xīn】能源发展【zhǎn】成效显著，装机规模【mó】稳居全球首位，发电【diàn】量占比稳步【bù】提升【shēng】，成【chéng】本快速下降【jiàng】，已基本进入平【píng】价无补【bǔ】贴发展的【de】新阶段，为【wéi】后续【xù】大规模、高比例、市场化发【fā】展奠【diàn】定了坚实基础。“碳达峰、碳中【zhōng】和”进【jìn】程【chéng】加快，促使以光伏、风电为主的新能源实现爆发式增长【zhǎng】。目【mù】前，我国新能源【yuán】发电装机【jī】规模约7亿千瓦，占全国发电【diàn】总装机的29%。陆上风【fēng】电、光伏发电成本【běn】快速下【xià】降【jiàng】，2021年【nián】二【èr】者平均度电成本较2012年分别下降48%和70%。
在已取得丰硕成果的基础【chǔ】上，我国仍在【zài】有条【tiáo】不紊地继续【xù】推【tuī】动【dòng】新能源基【jī】地集群建设【shè】。《中华人【rén】民共【gòng】和国国【guó】民经济和社会发展第【dì】十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指【zhǐ】出，为推进能源革命，将建设金沙江上下游、雅砻江流域、黄【huáng】河上游和几字【zì】湾、河西走【zǒu】廊【láng】、新【xīn】疆、冀【jì】北、松辽等清【qīng】洁能源基地，建设广东、福建、浙江、江苏【sū】、山东等【děng】海上风【fēng】电基地。2022年初，国家发展改【gǎi】革委、国家能源局发【fā】布的【de】《以沙【shā】漠、戈【gē】壁、荒漠【mò】地区为重点的大型风电光【guāng】伏【fú】基地规划布局方案》明确【què】，计划以库【kù】布【bù】齐、乌兰布和【hé】、腾格里、巴【bā】丹【dān】吉林沙漠为重点，以其他沙漠和戈壁地区为补【bǔ】充，综合考虑采煤沉陷【xiàn】区【qū】，规划建设【shè】大型风【fēng】电光【guāng】伏基【jī】地。到2030年，规划【huá】建设风光基地总装机【jī】约4.55亿千【qiān】瓦。其中库布【bù】齐、乌兰布和、腾格【gé】里、巴丹【dān】吉林沙【shā】漠基【jī】地规划装机2.84亿千瓦，采煤沉陷区规划装机0.37亿千【qiān】瓦，其他沙漠和戈【gē】壁【bì】地区规【guī】划【huá】装机1.34亿【yì】千瓦。
二、新能源大规模基地化开发利用仍存在制约因素
（一）电力电量空间维度平衡挑战大
电力空间平衡的挑战和需求大，需【xū】解决能【néng】源负荷失衡【héng】、输【shū】电通【tōng】道和电网安全稳定【dìng】支撑【chēng】强度等问题。
从【cóng】能源分布【bù】情况来看，我国新能源所【suǒ】在【zài】地【dì】区与电力消费【fèi】负【fù】荷地区基本呈【chéng】逆向分【fèn】布：76%的煤炭、80%的风能【néng】、90%太阳能【néng】都【dōu】分布【bù】在西部和北部【bù】地【dì】区，80%的水能分布在【zài】西南地【dì】区，但70%以【yǐ】上的电量消耗都分布【bù】在东部、中部地区。从风能、太阳能【néng】、水能富足的西部【bù】、北部、西南部地区输送到能【néng】源消耗量大的东部、中部地区【qū】，输送距离约1000～4000千米左右。
从【cóng】输电【diàn】通道资【zī】源【yuán】情【qíng】况【kuàng】来看【kàn】，目前已存在多个密集【jí】输电通道，而后续输电通道【dào】建设可能增加现有密集输电通道规【guī】模，或产生【shēng】新的密【mì】集输电【diàn】通道，多回通【tōng】道【dào】同时故障概率增加。同时，跨区输电通道资【zī】源【yuán】紧张，与【yǔ】地方规【guī】划、自然保护区、环境【jìng】保护等因素的矛盾愈发明显，前期工作协调【diào】难【nán】度大。此【cǐ】外，大型风光基地输电通【tōng】道【dào】的起点主【zhǔ】要位于沙漠、戈壁和荒漠【mò】，高海拔【bá】、重冰区、极低温，施工难【nán】度大【dà】、建设成本【běn】高、运【yùn】维条件差。
从电网【wǎng】特性和运行机理来【lái】看，随【suí】着大型风光基地【dì】开发外送【sòng】，分【fèn】布式新能源、海上风电并举发展，以及电【diàn】力系统中【zhōng】大规模直【zhí】流接入【rù】，电力系统“双高”特征愈发显著【zhe】，交直流耦【ǒu】合日趋【qū】紧密。在此趋势下，直流故障易引发系【xì】统内大【dà】范围的电压、频【pín】率失衡，电力【lì】系统动态调节【jiē】能力将逐渐【jiàn】吃紧，电网【wǎng】“强直弱交【jiāo】”、支撑【chēng】电源“空心化”的问【wèn】题【tí】难【nán】以避免。
（二）电力电量时间维度平衡难度大
新能源【yuán】出力受【shòu】天【tiān】气因素【sù】影【yǐng】响，具【jù】有波动性大、波动持续时间【jiān】长、季节性差异大等特点【diǎn】。风【fēng】力发电主要集中在【zài】春冬两季（约【yuē】占【zhàn】60%），光伏【fú】发电主要集中在夏【xià】秋两季（约占60%）；大小风年【nián】的【de】风电利用小【xiǎo】时数相差超过20%，光伏利用小时数相差约10%。长时间尺【chǐ】度【dù】的平衡难度大【dà】、保供压力大。例如，2021年东北电网【wǎng】全网新【xīn】能源最小【xiǎo】出力同【tóng】时率仅1%左右，且持续数小时；2018年【nián】新【xīn】疆风电大波动最长持【chí】续时间超过2天，风电低于装【zhuāng】机容量20%的低出力最长持续【xù】时间【jiān】超过8天。
据中国【guó】电力科【kē】学研究院预测，2030年【nián】全国新【xīn】能【néng】源出力【lì】占系统总负荷的【de】比重为5%～51%，2060年新能源出力【lì】占系统【tǒng】总负荷的比【bǐ】重为16%～142%。新能【néng】源出力波动【dòng】性大使电力供应紧张和弃【qì】风弃光【guāng】问题同时存在【zài】。新能源低出力时段，电【diàn】力系统需【xū】要高可【kě】靠出力电源实现【xiàn】电力平衡；新能源高出【chū】力时段则给电力系统消纳安全和储能技术带来巨大【dà】挑战。
三、新能源大规模基地化开发利用有关思考
新能【néng】源大【dà】规模基【jī】地化开发利用，离不开【kāi】稳定安全【quán】可靠的特【tè】高压输变电线路。特高压直流输【shū】电是点【diǎn】对【duì】点传输模式，具有输【shū】送功【gōng】率大、距离长、可以实现异【yì】步输电的优【yōu】势。特高压交流是同步电网，具有【yǒu】瞬时调剂的能力，以及【jí】输【shū】电和【hé】构【gòu】建网络的【de】双重属【shǔ】性，对于电力【lì】的接入、传【chuán】输和消纳十【shí】分灵【líng】活。特高压交直【zhí】流具【jù】备的优【yōu】势【shì】在承担【dān】电力远距离输送方面具有不可替代的作用，可以解决新能源发电端和用【yòng】户端的空【kōng】间错配问题。
长期以来【lái】，我国特高压【yā】电【diàn】网普遍存在“强直弱【ruò】交”的问题，特高压【yā】交流【liú】网【wǎng】架难【nán】以支撑特高压直流【liú】通道满功率送【sòng】电，即特高压直流功率受【shòu】到扰动【dòng】时，其激发出的超出既定设防标准或设防能力【lì】的强【qiáng】扰动无法由【yóu】交流网架承受，进一步导致【zhì】连锁故障发生【shēng】，致使全局性安全水平【píng】明显下降。
构【gòu】建合理的电【diàn】网【wǎng】网架是电力系统安全稳定【dìng】运行的基础。面向强直弱交型混联电【diàn】网，协调【diào】直流与交流输电系统发展，提升【shēng】电网安全【quán】稳定水【shuǐ】平，涉及【jí】以下【xià】两【liǎng】个方面：
一方面是增强交流的冲击承【chéng】载能【néng】力。一是优化【huà】交流一次主干网【wǎng】架，适应直流有功强【qiáng】冲击。加强送【sòng】端与主网的电气联系【xì】，提高网架汇【huì】集【jí】能力，解决【jué】好受端电压支撑和潮流疏散等【děng】问题。二【èr】是加强动态电压支撑能力，适【shì】应直流强无功冲击。客观【guān】要【yào】求直【zhí】流大规模【mó】有功【gōng】输【shū】送【sòng】，必须【xū】匹配大规模动态【tài】无功，即“大直【zhí】流输【shū】电、强无功支撑”。有效为【wéi】直流换流站提供充裕的【de】动态无功，支撑交流电【diàn】压快速恢复，需充分利【lì】用已建【jiàn】的常规发电机组，优化【huà】布【bù】点新建的调相机以及增建【jiàn】的SVG等无功补偿装置【zhì】。三是改善源网控制及【jí】其【qí】协调【diào】控制【zhì】能力【lì】。优【yōu】化机组调节控制系统，通过能【néng】够等效常规【guī】同步【bù】发电机运行【háng】特征的同步发【fā】电机技术【shù】，使【shǐ】风电、光伏【fú】发电设【shè】备更加智【zhì】能化，具备频率自适应能力【lì】，提供电网暂态【tài】稳定支撑能力，让【ràng】新能源【yuán】由“我行我素”的【de】“自转”变【biàn】为“协【xié】调统一”的“公转”，实现清洁能源友好【hǎo】并网。四是增强风【fēng】电、光伏【fú】新能【néng】源发电设【shè】备的扰动耐受能力，提升【shēng】新能源涉网【wǎng】性能。挖【wā】掘新能源场站自身【shēn】动态有功、无功【gōng】调节能力，参与系统调频调压，防【fáng】范由于【yú】新能源【yuán】大【dà】规模脱网引发连锁反应【yīng】的【de】风险。
另一方面是减【jiǎn】少【shǎo】直流冲【chōng】击发【fā】生的概【gài】率。一是开展系统【tǒng】研究，优化直流落点和接入系【xì】统方式，实现【xiàn】直通合【hé】理分【fèn】组【zǔ】，避【bì】免直流送、受端发【fā】生故障时互相影响扩大故障范围。二是通过【guò】优化控制策略【luè】、使【shǐ】用先【xiān】进设备，降低【dī】直流逆变器换相失败的发生【shēng】概率。
国家规划中以【yǐ】沙漠、戈壁【bì】、荒【huāng】漠地区为重点【diǎn】的大型风电光伏基【jī】地多处于西部、北部地【dì】区，其中【zhōng】大部分位于库布齐、乌兰【lán】布和【hé】、腾【téng】格里、巴【bā】丹吉【jí】林四大沙漠，从地域上看四大沙漠基【jī】本【běn】位【wèi】于【yú】华北地区西【xī】部【bù】及【jí】西北地区东部，处于大电网的末端、薄弱区域，既缺【quē】乏负荷本地消纳，又没有既有的电网加以支撑外【wài】送【sòng】。但该区域属于华北同步电网，在【zài】华北特【tè】高【gāo】压【yā】电【diàn】网延伸【shēn】覆盖范【fàn】围【wéi】之内【nèi】，具有【yǒu】依托华北特高压电网送出的先天【tiān】优势。可以利用近区煤【méi】电提【tí】供一定的支撑，将华北特高压【yā】主网架向【xiàng】该区域延伸。从源头规划建设“强【qiáng】交强直”的特高压格局，交流网架用于汇集输送自用新【xīn】能源、向华北电网【wǎng】京【jīng】津冀鲁地【dì】区送电、发挥【huī】直流故障时【shí】的潮流转移的作用，兼顾促进调峰资源的互济，提【tí】高【gāo】新【xīn】能【néng】源消【xiāo】纳水平；特【tè】高【gāo】压直流通【tōng】道以【yǐ】此为依托，向【xiàng】华【huá】北以【yǐ】外【wài】的【de】地区实现跨区送【sòng】电。依托【tuō】大电网，实【shí】现以“四【sì】大沙漠”为主的新能源大基地的消纳【nà】与送出。
