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电力系统转动惯量下降,频率稳定水平降低。新能源机组呈现出弱惯性或无惯性特征,在无附加控制的情况下,新能源机组在惯量响应阶段并不具备分配系统扰动功率的能力,在一次调频阶段频率调节能力受限,电力系统频率变化速度加快、幅度增加;在有附加控制的情况下,受新能源机组运行特性制约,惯量响应及一次调频的上调空间有限。随着新能源装机接入占比增加,电网总体惯量、调频能力降低,出现故障的风险增加。
新能源机组对电力系统电压支撑能力不足,系统电压稳定水平下降。新能源场站一般由无功设备提供电压支撑,由于并网电压等级较低,难以为500千伏及以上主网提供有效支撑。如果电力系统故障导致新能源机组进入低电压穿越状态,新能源机组难以提供系统急需的动态无功支撑,造成系统电压稳定水平降低,必须通过降低系统运行效率的方式保证稳定水平。
具有“双高”特征的电力系统动态特性复杂,功角稳定特性变化大。电力系统动态特性发生较大改变,系统同步稳定逐渐由新能源参与转变成主导。电网出现故障后容易产生复杂的动态交互作用,可能引起传统机组功角稳定问题、新能源机组的同步稳定问题以及系统电压稳定问题并存的复杂情况,给电网运行控制造成困难。
电力电子设备大幅增加,宽频振荡问题凸显。直流、新能源机组、无功补偿设备等通过电力电子设备接入电网,这些元件之间存在多时间尺度交互。电力系统出现振荡时,振荡频率呈现宽频带特性,宽频振荡发生的概率大幅增加,易引发电网失稳。宽频振荡的抑制、控制和阻断面临较大挑战。
电力系统连锁故障风险增加。新能源机组耐过流能力差,当电网故障引发低电压或高电压时都会引发换流器过流,易造成新能源机组脱网。新能源机组控制电压能力不及传统机组,暂态过电压问题突出,也增加了新能源机组的脱网风险,可能引发系统频率和电压问题,导致连锁故障。
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