西北新型电力系统发展迅速，新能源装机占比已超70%，但面临频率安全、电压支撑、宽频振荡和关键通道控制等挑战。研报提出以下核心观点与解决方案：
西北新型电力系统发展情况
- 西北地区风电太阳能资源丰富，未来全国60%以上的沙戈荒大基地将落地，新能源装机占比超50%，跨区特高压直流占比超50%。
- 预计“十四五”末新能源装机占比将超70%，直流外送规模突破21亿千瓦，电网形态向新型电力系统快速演进。
新型电力系统建设要求及挑战
- 频率安全风险增大：常规电源占比下降导致转动惯量降低，而直流群输送容量和新能源功率波动加剧，频率抗扰能力下降。
- 电压支撑能力不足：新能源集中开发导致电压波动大，缺少同步电源稳态电压调节和动态无功支撑，易引发连锁故障。
- 宽频振荡风险显现：新能源密集接入地区短路比低，集群性连锁式振荡风险突出。
- 关键断面运行控制难度增大：西北750千伏交流主网需满足内供外送和跨区输送需求，关键断面功率波动大，安全裕度与高效运行难以兼顾。
研究问题与结论
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频率安全约束下的新能源最大安全出力比：
- 频率安全约束下，西北电网新能源出力占比约为70.3%。
- 直流群功率越大，新能源安全出力占比越低；负荷外送水平提升可提高新能源最大出力占比，春秋季受转动惯量不足制约。
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沙戈荒大基地电压安全管控：
- 构建“随新而动+敏捷控制”的电压控制系统，将控制周期缩短至1分钟，分类分层分级调用无功调节资源。
- 通过新能源预测和直流功率计划，动态预留无功，消除电压连锁故障风险。
- 已在特高压庆东、坤、中衡直流近区落地应用，电压波动降低36%，合格率显著提高。
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宽频振荡安全防控：
- 构建“源头预防、监测预警、精准控制、应急处置”四位一体防御体系。
- 加强电力电子设备参数全流程管理，强化网源协同管理，优化工程前期管理。
- 宽频振荡全链路监测与精准溯源协同控制系统已在特高压庆东直流近区试点，降低新能源振荡风险。
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关键通道安全与效益优化控制：
- 建立日前短周期稳定分析与运行控制体系，克服时间紧、任务重难题。
- 通过最优潮流法自动生成日前数据，基于灵敏度特性快速制定稳定限额。
- 陕甘断面通过日前短周期稳定分析提升限额约40万千瓦，实现安全与效益统筹。
总结与展望
- 核心结论：通过转动惯量预控、多类型无功资源协调、主动防控与区域协同、日前短周期稳定分析，可提升系统安全性与运行效益。
- 未来方向：深化安全稳定基础研究，挖掘新型电力电子设备潜力，构筑多维度综合防御体系，建立多周期稳定分析机制。
- 展望：西北电网作为新型能源体系先行者，将协同各方破解新能源消纳与系统安全协同发展难题，构建清洁能源体系安全蓝图。
