大規(guī)模新能源接入下寧夏電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃的創(chuàng)新與實(shí)踐研究一、引言1.1研究背景在全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的大背景下，發(fā)展新能源已成為世界各國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇。我國(guó)積極響應(yīng)國(guó)際社會(huì)的號(hào)召，大力推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，致力于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，即二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。新能源以其清潔、可再生的特性，在這一進(jìn)程中扮演著至關(guān)重要的角色。寧夏回族自治區(qū)作為我國(guó)的能源大省，在新能源領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。寧夏擁有豐富的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源，具備大規(guī)模開(kāi)發(fā)新能源的良好條件。其年日照時(shí)數(shù)超過(guò)2800小時(shí)，太陽(yáng)能資源十分豐富，且有賀蘭山山脈等三大風(fēng)帶，非常適合風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)電技術(shù)可開(kāi)發(fā)量約5200萬(wàn)千瓦，光伏發(fā)電發(fā)展?jié)摿σ?guī)模約5400萬(wàn)千瓦。憑借這些優(yōu)勢(shì)，寧夏成為全國(guó)首個(gè)新能源綜合示范區(qū)，新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。截至2024年，寧夏新增新能源裝機(jī)超過(guò)500萬(wàn)千瓦，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到4132萬(wàn)千瓦，占總電力裝機(jī)比重提升到55%，成為全國(guó)第四個(gè)新能源為第一大電源的省區(qū)，新能源利用率連續(xù)多年超過(guò)96%，穩(wěn)居西北第一。隨著寧夏新能源裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大規(guī)模新能源接入寧夏電網(wǎng)已成為必然趨勢(shì)。然而，新能源發(fā)電具有波動(dòng)性、隨機(jī)性和間歇性等特點(diǎn)，這些特性給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)，其中無(wú)功電壓?jiǎn)栴}尤為突出。新能源接入后，電網(wǎng)的無(wú)功功率需求和分布發(fā)生了顯著變化，導(dǎo)致電壓波動(dòng)加劇、電壓穩(wěn)定性下降，甚至可能引發(fā)電壓失穩(wěn)事故。此外，新能源發(fā)電的不確定性還增加了電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃和控制的難度，傳統(tǒng)的無(wú)功規(guī)劃方法已難以滿(mǎn)足大規(guī)模新能源接入后的電網(wǎng)需求。因此，開(kāi)展大規(guī)模新能源接入寧夏電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)深入研究新能源接入對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電壓的影響，提出科學(xué)合理的無(wú)功規(guī)劃方案，能夠有效解決新能源接入帶來(lái)的無(wú)功電壓?jiǎn)栴}，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性和供電可靠性，保障寧夏電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)新能源的高效消納和可持續(xù)發(fā)展，為寧夏實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供有力支撐。1.2研究目的與意義本研究旨在深入剖析大規(guī)模新能源接入寧夏電網(wǎng)后對(duì)無(wú)功電壓產(chǎn)生的影響，通過(guò)建立科學(xué)合理的模型和分析方法，提出適應(yīng)新能源接入的無(wú)功規(guī)劃策略和優(yōu)化方案，為寧夏電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和新能源的高效消納提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。具體來(lái)說(shuō)，本研究的主要目的包括：精確評(píng)估新能源接入對(duì)寧夏電網(wǎng)無(wú)功功率分布和電壓穩(wěn)定性的影響程度，識(shí)別潛在的電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；研究不同類(lèi)型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的特性和適用性，提出針對(duì)寧夏電網(wǎng)特點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償配置方案；考慮新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性，建立含新能源的電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化模型，并求解得到最優(yōu)的無(wú)功規(guī)劃方案；通過(guò)仿真分析和實(shí)際案例驗(yàn)證所提出的無(wú)功規(guī)劃策略的有效性和可行性，為寧夏電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行提供參考依據(jù)。本研究對(duì)于保障寧夏電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)新能源的高效消納，推動(dòng)寧夏能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面，大規(guī)模新能源接入導(dǎo)致電網(wǎng)無(wú)功功率需求和分布發(fā)生顯著變化，電壓波動(dòng)和穩(wěn)定性問(wèn)題日益突出。通過(guò)開(kāi)展無(wú)功規(guī)劃研究，合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，優(yōu)化無(wú)功功率分布，可以有效提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，降低電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，保障寧夏電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。寧夏電網(wǎng)作為連接能源生產(chǎn)和消費(fèi)的重要樞紐，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活用電至關(guān)重要。良好的電壓穩(wěn)定性能夠確保各類(lèi)電力設(shè)備正常運(yùn)行，減少設(shè)備損壞和故障發(fā)生的概率，提高電力系統(tǒng)的可靠性和可用性。在促進(jìn)新能源消納方面，科學(xué)合理的無(wú)功規(guī)劃可以改善新能源接入點(diǎn)的電壓質(zhì)量，提高新能源發(fā)電的可調(diào)節(jié)性和可控性，從而增強(qiáng)電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，促進(jìn)新能源的高效消納。新能源的間歇性和波動(dòng)性使得其發(fā)電功率難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和控制，容易對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。通過(guò)無(wú)功規(guī)劃，可以為新能源發(fā)電提供良好的運(yùn)行環(huán)境，使其能夠更好地融入電網(wǎng)，減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象的發(fā)生，提高新能源的利用率，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。這不僅有助于減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài)，降低碳排放，還能推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。從推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看，寧夏作為我國(guó)重要的能源基地，加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高新能源在能源消費(fèi)中的比重，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。本研究的成果將為寧夏大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)提供技術(shù)支撐，有助于推動(dòng)寧夏能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型，減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài)，降低碳排放，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，助力寧夏在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，對(duì)全國(guó)能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展具有示范和引領(lǐng)作用。能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整還可以促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)力。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著新能源在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展，新能源接入電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。在國(guó)外，許多發(fā)達(dá)國(guó)家在新能源接入電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃方面開(kāi)展了大量的研究工作。美國(guó)電力科學(xué)研究院（EPRI）對(duì)新能源接入電網(wǎng)后的無(wú)功電壓特性進(jìn)行了深入研究，提出了一系列無(wú)功補(bǔ)償和電壓控制策略。其研究成果為美國(guó)新能源電網(wǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行提供了重要的技術(shù)支持，例如在加利福尼亞州的新能源電網(wǎng)項(xiàng)目中，應(yīng)用了基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能控制的無(wú)功補(bǔ)償方案，有效提升了電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。歐盟的一些研究項(xiàng)目聚焦于大規(guī)模新能源接入下的電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的無(wú)功優(yōu)化模型和算法，如德國(guó)的一項(xiàng)研究利用分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域電網(wǎng)的高效運(yùn)行。這些研究成果在歐洲部分國(guó)家的電網(wǎng)中得到了應(yīng)用，顯著改善了新能源接入后的電網(wǎng)運(yùn)行狀況。國(guó)內(nèi)在新能源接入電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃方面也取得了豐富的研究成果。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性，研究了多種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化配置方法。例如，一些學(xué)者通過(guò)建立含新能源的電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化模型，運(yùn)用遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等智能算法求解最優(yōu)的無(wú)功補(bǔ)償方案。在實(shí)際應(yīng)用中，國(guó)內(nèi)部分地區(qū)的電網(wǎng)根據(jù)自身特點(diǎn)，采用了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（如SVG）和靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（如電容器）相結(jié)合的方式，有效解決了新能源接入帶來(lái)的無(wú)功電壓?jiǎn)栴}。如江蘇電網(wǎng)在新能源集中接入?yún)^(qū)域，通過(guò)合理配置SVG和電容器，提高了電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性和新能源消納能力。寧夏電網(wǎng)由于其獨(dú)特的地理位置和能源結(jié)構(gòu)，在新能源接入方面具有一定的特殊性。寧夏擁有豐富的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源，新能源裝機(jī)占比較高，且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，存在多個(gè)新能源集中接入?yún)^(qū)域和遠(yuǎn)距離輸電線路。目前針對(duì)寧夏電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃研究，雖然取得了一些成果，但仍存在不足之處?，F(xiàn)有研究對(duì)寧夏電網(wǎng)中新能源接入后的無(wú)功功率分布特性和電壓穩(wěn)定性評(píng)估還不夠全面和深入，缺乏對(duì)不同運(yùn)行場(chǎng)景下無(wú)功規(guī)劃方案的適應(yīng)性分析。在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的選型和配置方面，尚未充分考慮寧夏電網(wǎng)的實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)成本，導(dǎo)致部分無(wú)功補(bǔ)償方案在實(shí)際應(yīng)用中效果不佳。此外，對(duì)于新能源發(fā)電的不確定性和波動(dòng)性對(duì)無(wú)功規(guī)劃的影響，研究還不夠系統(tǒng)，缺乏有效的應(yīng)對(duì)策略。因此，針對(duì)寧夏電網(wǎng)的特點(diǎn)，深入開(kāi)展大規(guī)模新能源接入后的無(wú)功規(guī)劃研究具有重要的理論和實(shí)際意義。二、寧夏電網(wǎng)現(xiàn)狀與新能源接入情況2.1寧夏電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)寧夏電網(wǎng)位于西北電網(wǎng)的正北方，是西北電網(wǎng)的重要組成部分，受地理位置的限制，呈東西窄、南北長(zhǎng)的狹長(zhǎng)帶狀，分布在賀蘭山麓和黃河兩岸，由石嘴山、銀川、銀南、固原、中衛(wèi)5個(gè)行政區(qū)域電網(wǎng)分網(wǎng)組成，供電面積近7萬(wàn)平方公里。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)與發(fā)展，寧夏電網(wǎng)已形成了較為完善的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。其最高電壓等級(jí)為750kV，已建成覆蓋全區(qū)的750千伏雙環(huán)網(wǎng)骨干網(wǎng)架，成為寧夏電網(wǎng)輸電的大動(dòng)脈，承擔(dān)著大容量、遠(yuǎn)距離輸電的重要任務(wù)，能夠高效地將電力從電源側(cè)輸送到負(fù)荷中心，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電力外送提供了堅(jiān)實(shí)保障。以750kV網(wǎng)架為核心，220kV電網(wǎng)作為重要的中間電壓等級(jí)，北起石嘴山市，南至中衛(wèi)市，覆蓋全區(qū)大部分地區(qū)，已形成南北4-6回線的220kV環(huán)形主網(wǎng)架。220kV電網(wǎng)不僅實(shí)現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)各變電站之間的緊密互聯(lián)，還與750kV電網(wǎng)以及110kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了有效銜接，起到了承上啟下的關(guān)鍵作用，能夠?qū)?50kV電網(wǎng)輸送來(lái)的電力進(jìn)一步分配和降壓，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的用電需求。寧夏電網(wǎng)的負(fù)荷分布呈現(xiàn)出一定的不均衡性，主要集中在石嘴山、銀川和衛(wèi)寧地區(qū)。石嘴山作為寧夏的重要工業(yè)基地，擁有眾多的大型工業(yè)企業(yè)，如煤炭、電力、冶金、化工等行業(yè)，這些企業(yè)的用電需求巨大，是寧夏電網(wǎng)的主要負(fù)荷來(lái)源之一。銀川作為寧夏的首府，是政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，商業(yè)、居民和公共服務(wù)等領(lǐng)域的用電需求持續(xù)增長(zhǎng)，負(fù)荷密度較高。衛(wèi)寧地區(qū)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，特別是新能源產(chǎn)業(yè)的崛起，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，用電需求也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。這些負(fù)荷集中區(qū)域?qū)﹄娏?yīng)的可靠性和穩(wěn)定性要求極高，一旦出現(xiàn)供電故障，將對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活造成嚴(yán)重影響。此外，寧夏電網(wǎng)還具有“強(qiáng)電網(wǎng)、大送端”的顯著特征。寧夏是“西電東送”戰(zhàn)略的重要送端，已建成寧東-山東±660千伏輸電通道、寧夏-浙江±800千伏直流輸電工程等外送通道，運(yùn)營(yíng)效率均居全國(guó)前列，正在建設(shè)“寧電入湘”特高壓直流輸電工程，預(yù)計(jì)2025年9月投運(yùn)。這些外送通道的建設(shè)，使得寧夏電網(wǎng)能夠?qū)⒈镜刎S富的能源資源轉(zhuǎn)化為電力，大規(guī)模輸送到東部地區(qū)，滿(mǎn)足其他地區(qū)的用電需求，在全國(guó)能源資源優(yōu)化配置中發(fā)揮著重要作用。同時(shí)，也對(duì)寧夏電網(wǎng)的輸電能力、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)能力提出了更高的要求，需要不斷加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新，以保障電力外送的安全可靠。2.2新能源發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，寧夏新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，風(fēng)電和光伏裝機(jī)規(guī)模不斷攀升。截至2024年底，寧夏新能源裝機(jī)已達(dá)到4132萬(wàn)千瓦，占總電力裝機(jī)比重提升到55%，成為全國(guó)第四個(gè)新能源為第一大電源的省區(qū)。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到[X]萬(wàn)千瓦，光伏裝機(jī)容量達(dá)到[X]萬(wàn)千瓦，二者在新能源裝機(jī)中占據(jù)主導(dǎo)地位，且仍保持著較快的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。隨著國(guó)家對(duì)新能源發(fā)展的支持力度不斷加大，以及寧夏自身資源優(yōu)勢(shì)的進(jìn)一步挖掘，未來(lái)新能源裝機(jī)規(guī)模有望繼續(xù)擴(kuò)大。寧夏的新能源分布具有明顯的區(qū)域特征。風(fēng)電主要集中在賀蘭山、麻黃山、香山等區(qū)域，這些地區(qū)風(fēng)能資源豐富，具備良好的風(fēng)電開(kāi)發(fā)條件。賀蘭山地區(qū)憑借其獨(dú)特的地形和穩(wěn)定的風(fēng)力資源，已成為寧夏重要的風(fēng)電基地之一，眾多風(fēng)電場(chǎng)分布于此，風(fēng)機(jī)林立，源源不斷地將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。麻黃山和香山地區(qū)同樣擁有豐富的風(fēng)能儲(chǔ)備，風(fēng)電項(xiàng)目也在有序推進(jìn)和建設(shè)中。而光伏則主要分布在騰格里沙漠、中衛(wèi)、吳忠等地。騰格里沙漠地區(qū)擁有廣袤的土地和充足的光照資源，為大規(guī)模光伏發(fā)電提供了得天獨(dú)厚的條件，眾多大型光伏電站在這里拔地而起，光伏板在陽(yáng)光下熠熠生輝，形成了壯觀的“藍(lán)色海洋”。中衛(wèi)和吳忠等地也積極利用當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，大力發(fā)展光伏發(fā)電，光伏產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。這種區(qū)域分布特點(diǎn)與寧夏的自然資源稟賦密切相關(guān)，各地區(qū)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展。新能源的出力特性受自然條件影響顯著，具有明顯的波動(dòng)性和間歇性。風(fēng)力發(fā)電的出力主要取決于風(fēng)速的大小和穩(wěn)定性，當(dāng)風(fēng)速在風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時(shí)，風(fēng)機(jī)才能正常發(fā)電，且發(fā)電功率隨風(fēng)速的變化而變化。在夜間或無(wú)風(fēng)時(shí)段，風(fēng)機(jī)出力可能會(huì)大幅下降甚至為零。光伏發(fā)電則主要依賴(lài)于光照強(qiáng)度和日照時(shí)間，白天光照充足時(shí)，光伏電站出力較大，而在陰天、雨天或夜間，由于光照不足，光伏發(fā)電功率會(huì)急劇降低。這種出力特性使得新能源發(fā)電難以像傳統(tǒng)火電那樣保持穩(wěn)定的輸出，給電網(wǎng)的調(diào)度和運(yùn)行帶來(lái)了較大挑戰(zhàn)。在負(fù)荷高峰時(shí)段，可能出現(xiàn)新能源出力不足的情況，需要依靠其他電源來(lái)滿(mǎn)足用電需求；而在負(fù)荷低谷時(shí)段，新能源發(fā)電可能過(guò)剩，面臨棄風(fēng)、棄光的風(fēng)險(xiǎn)。2.3新能源接入對(duì)寧夏電網(wǎng)的影響新能源大規(guī)模接入寧夏電網(wǎng)，給電網(wǎng)的運(yùn)行和發(fā)展帶來(lái)了多方面的深刻影響，在功率平衡、電壓穩(wěn)定、無(wú)功需求等方面表現(xiàn)尤為顯著。在功率平衡方面，新能源發(fā)電的波動(dòng)性與間歇性對(duì)電網(wǎng)的功率平衡造成了極大的挑戰(zhàn)。以風(fēng)電為例，其出力受風(fēng)速變化影響顯著，當(dāng)風(fēng)速不穩(wěn)定時(shí)，風(fēng)電功率會(huì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)。在某一時(shí)間段內(nèi)，風(fēng)速可能突然增大，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)出力急劇上升，超出電網(wǎng)的預(yù)期接納能力；而在另一時(shí)間段，風(fēng)速驟減甚至無(wú)風(fēng)，風(fēng)電場(chǎng)出力則可能迅速下降甚至歸零。光伏發(fā)電同樣如此，受天氣和時(shí)間的影響，其出力在一天內(nèi)會(huì)出現(xiàn)明顯的變化。在晴天的中午，光照充足，光伏電站出力達(dá)到峰值；而到了傍晚或陰天，光照減弱，光伏出力也隨之大幅降低。這種功率的大幅波動(dòng)使得電網(wǎng)難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)新能源的發(fā)電功率，傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度方式難以適應(yīng)，容易導(dǎo)致電網(wǎng)功率失衡，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了應(yīng)對(duì)這種情況，電網(wǎng)需要增加備用電源的容量，以彌補(bǔ)新能源發(fā)電不足時(shí)的功率缺口，這無(wú)疑增加了電網(wǎng)的運(yùn)行成本。新能源接入對(duì)寧夏電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定也產(chǎn)生了較大影響。新能源接入后，電網(wǎng)的潮流分布發(fā)生改變，導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)電壓波動(dòng)加劇。當(dāng)大量新能源集中接入某一區(qū)域時(shí)，該區(qū)域的電源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，潮流分布變得復(fù)雜。在新能源大發(fā)時(shí)段，大量電力注入電網(wǎng)，可能導(dǎo)致該區(qū)域電壓升高；而在新能源出力不足時(shí)，又需要從其他區(qū)域獲取電力，可能引發(fā)電壓降低。此外，新能源發(fā)電的不確定性還會(huì)導(dǎo)致電壓的閃變和波動(dòng)，影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的工業(yè)設(shè)備，如精密機(jī)床、電子設(shè)備等，在電壓波動(dòng)較大的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，降低生產(chǎn)效率，甚至損壞設(shè)備。新能源接入后，寧夏電網(wǎng)的無(wú)功需求和分布也發(fā)生了顯著變化。風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站在運(yùn)行過(guò)程中，需要消耗或提供無(wú)功功率，其無(wú)功特性與傳統(tǒng)電源不同。異步風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)需要從電網(wǎng)吸收大量無(wú)功功率，以建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模較大時(shí)，其無(wú)功需求對(duì)電網(wǎng)的影響不容忽視。如果電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償不足，可能導(dǎo)致電壓下降，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而對(duì)于一些采用電力電子設(shè)備的新能源發(fā)電系統(tǒng)，如光伏逆變器，雖然可以通過(guò)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一定的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，但在實(shí)際運(yùn)行中，其無(wú)功調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度可能受到限制。此外，新能源的接入位置和出力大小會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)無(wú)功分布發(fā)生改變，傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和控制策略難以滿(mǎn)足新的無(wú)功需求，需要對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償配置和控制方式進(jìn)行優(yōu)化。三、無(wú)功規(guī)劃相關(guān)理論與方法3.1無(wú)功功率基本概念無(wú)功功率，指用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率，它不對(duì)外做功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，用字母符?hào)Q表示，單位為乏爾(Var)或者千乏爾(kVar)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=UIsinφ，其中U為電壓，I為電流，φ為電壓與電流的相位差。在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率包含有功功率和無(wú)功功率，二者相輔相成。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（如機(jī)械能、光能、熱能）的電功率。例如，5.5kW的電動(dòng)機(jī)將5.5kW的電力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒；各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能，供人們生活和工作照明。而無(wú)功功率則是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)。從電磁感應(yīng)原理的角度來(lái)看，許多用電設(shè)備，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。以電動(dòng)機(jī)為例，其需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，無(wú)功功率在電力系統(tǒng)中起著不可或缺的作用，并非是“無(wú)用”的電功率，雖然它不直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能等有用功，但卻是保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行的必要條件。無(wú)功功率的產(chǎn)生與電力系統(tǒng)中的元件特性密切相關(guān)。在電力系統(tǒng)中，電感性負(fù)載元件，如電感線圈，具有自感特性。當(dāng)電流通過(guò)電感線圈時(shí)，它會(huì)將電能存儲(chǔ)在磁場(chǎng)中，并在不同的時(shí)間釋放出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中，電能來(lái)回傳遞而不產(chǎn)生有用功率，從而產(chǎn)生無(wú)功功率。例如，異步電動(dòng)機(jī)作為常見(jiàn)的電感性負(fù)載，在運(yùn)行過(guò)程中需要消耗大量的無(wú)功功率來(lái)建立和維持其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，在工礦企業(yè)所消耗的全部無(wú)功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗占了60%-70%，且在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無(wú)功又占到電動(dòng)機(jī)總無(wú)功消耗的60%-70%。電容性負(fù)載元件，如電容器，具有電容特性。當(dāng)電壓施加在電容器上時(shí)，它會(huì)將電能存儲(chǔ)在電場(chǎng)中，然后在不同的時(shí)間釋放出來(lái)，同樣導(dǎo)致電能來(lái)回傳遞而不產(chǎn)生有用功率，進(jìn)而產(chǎn)生無(wú)功功率。無(wú)功功率在電力系統(tǒng)中既有重要作用，也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。從積極方面看，它是電氣設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，能夠保證電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備的正常工作。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，無(wú)功功率為其提供了建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的能量，使得電動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定地帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)；變壓器在傳輸電能的過(guò)程中，也依賴(lài)無(wú)功功率來(lái)建立磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)電壓的變換和電能的傳輸。從消極方面來(lái)講，無(wú)功功率會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。當(dāng)電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求時(shí)，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，這將導(dǎo)致用電設(shè)備的端電壓下降，影響其正常運(yùn)行。例如，工業(yè)生產(chǎn)中的一些精密設(shè)備對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高，電壓下降可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。無(wú)功功率還會(huì)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出，在視在功率一定的情況下，增加無(wú)功功率會(huì)降低輸、變電設(shè)備的供電能力，并且電網(wǎng)內(nèi)無(wú)功功率的流動(dòng)會(huì)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加，系統(tǒng)缺乏無(wú)功功率時(shí)還會(huì)造成低功率因數(shù)運(yùn)行，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。3.2無(wú)功規(guī)劃的目標(biāo)與原則寧夏電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃的目標(biāo)是多維度且具有針對(duì)性的，旨在全面提升電網(wǎng)在大規(guī)模新能源接入背景下的運(yùn)行性能。首要目標(biāo)是改善電壓質(zhì)量，確保電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。由于新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性，接入后電網(wǎng)電壓容易出現(xiàn)波動(dòng)和偏差，嚴(yán)重時(shí)可能超出允許范圍，影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。通過(guò)無(wú)功規(guī)劃，合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，精確調(diào)節(jié)無(wú)功功率分布，能夠有效抑制電壓波動(dòng)，減小電壓偏差，保障電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求極高的精密制造業(yè)，穩(wěn)定的電壓質(zhì)量可以減少設(shè)備故障，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。降低網(wǎng)損也是無(wú)功規(guī)劃的關(guān)鍵目標(biāo)之一。無(wú)功功率在電網(wǎng)中的不合理流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致有功功率損耗增加，降低電網(wǎng)的運(yùn)行效率。在長(zhǎng)距離輸電線路中，無(wú)功功率的傳輸會(huì)占用線路容量，增加線路電阻損耗?？茖W(xué)的無(wú)功規(guī)劃可以?xún)?yōu)化無(wú)功潮流分布，減少無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離傳輸，降低電網(wǎng)的有功功率損耗，提高電網(wǎng)的能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，為電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力支撐。提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性同樣至關(guān)重要。新能源接入后，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性發(fā)生了顯著變化，系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨新的挑戰(zhàn)。通過(guò)無(wú)功規(guī)劃，合理配置動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，如靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）等，能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)無(wú)功需求的變化，增強(qiáng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，有效預(yù)防電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)等事故的發(fā)生，保障寧夏電網(wǎng)在復(fù)雜運(yùn)行條件下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在進(jìn)行無(wú)功規(guī)劃時(shí)，需要遵循一系列科學(xué)合理的原則，以確保規(guī)劃方案的可行性和有效性。分層分區(qū)平衡原則是其中的重要基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的層級(jí)結(jié)構(gòu)，不同電壓等級(jí)和區(qū)域的電網(wǎng)具有不同的運(yùn)行特性和無(wú)功需求。按照電壓等級(jí)分層，根據(jù)地理位置和負(fù)荷分布分區(qū)，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率在各層各區(qū)域內(nèi)的就地平衡，可以減少無(wú)功功率在不同電壓等級(jí)和區(qū)域之間的流動(dòng)，降低網(wǎng)損，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。在高壓輸電層，主要通過(guò)配置高壓電抗器、靜止無(wú)功補(bǔ)償器等設(shè)備來(lái)平衡無(wú)功功率；在中低壓配電網(wǎng)層，則主要采用電容器組、分布式靜止無(wú)功發(fā)生器等進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。安全性與可靠性原則是無(wú)功規(guī)劃的核心準(zhǔn)則。無(wú)功規(guī)劃必須充分考慮電網(wǎng)在各種運(yùn)行方式下的安全性和可靠性，確保無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置和運(yùn)行不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成負(fù)面影響。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的容量和安裝位置應(yīng)滿(mǎn)足電網(wǎng)在正常運(yùn)行、檢修以及故障等各種工況下的無(wú)功需求，具備足夠的冗余度和可靠性，以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，保障電力供應(yīng)的連續(xù)性。在規(guī)劃過(guò)程中，需要進(jìn)行全面的安全評(píng)估和可靠性分析，采用先進(jìn)的技術(shù)手段和設(shè)備，提高電網(wǎng)的抗干擾能力和故障恢復(fù)能力。經(jīng)濟(jì)合理性原則貫穿于無(wú)功規(guī)劃的始終。無(wú)功規(guī)劃不僅要關(guān)注技術(shù)性能，還要充分考慮經(jīng)濟(jì)成本，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合。在選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和制定規(guī)劃方案時(shí)，需要綜合考慮設(shè)備投資、運(yùn)行維護(hù)成本、節(jié)能效益以及對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的提升等因素，進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和分析。優(yōu)先選擇性?xún)r(jià)比高、運(yùn)行維護(hù)成本低的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和方案，在滿(mǎn)足電網(wǎng)運(yùn)行要求的前提下，最大限度地降低投資成本和運(yùn)行費(fèi)用，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。適應(yīng)性與靈活性原則是應(yīng)對(duì)新能源接入帶來(lái)的不確定性的關(guān)鍵。由于新能源發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性，電網(wǎng)的無(wú)功需求和運(yùn)行方式會(huì)不斷變化。無(wú)功規(guī)劃應(yīng)具有良好的適應(yīng)性和靈活性，能夠根據(jù)新能源發(fā)電的出力變化、負(fù)荷波動(dòng)以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整等情況，及時(shí)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償策略和設(shè)備運(yùn)行方式，確保電網(wǎng)始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。采用智能化的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制，提高電網(wǎng)對(duì)新能源接入的適應(yīng)能力。3.3常用無(wú)功規(guī)劃方法在電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃領(lǐng)域，傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代方法各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。傳統(tǒng)的無(wú)功規(guī)劃方法中，線性規(guī)劃（LP）是一種較為經(jīng)典的方法，它通過(guò)建立線性目標(biāo)函數(shù)和線性約束條件，來(lái)求解在滿(mǎn)足一定約束下的最優(yōu)解。在無(wú)功規(guī)劃中，線性規(guī)劃可將電網(wǎng)的有功損耗最小化作為目標(biāo)函數(shù)，將節(jié)點(diǎn)電壓約束、功率平衡約束、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量約束等作為約束條件。其優(yōu)點(diǎn)在于算法成熟，計(jì)算速度快，能夠較為準(zhǔn)確地處理線性問(wèn)題，在一些電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、負(fù)荷變化較為平穩(wěn)的場(chǎng)景下，能夠快速給出較為合理的無(wú)功規(guī)劃方案。在負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定的小型城鎮(zhèn)電網(wǎng)中，線性規(guī)劃方法可以根據(jù)已知的負(fù)荷需求和電網(wǎng)參數(shù)，迅速計(jì)算出無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的最佳配置方案，有效地降低電網(wǎng)的有功損耗，提高電壓質(zhì)量。然而，線性規(guī)劃方法也存在明顯的局限性。它難以準(zhǔn)確處理無(wú)功規(guī)劃中的非線性和離散性問(wèn)題。實(shí)際的電力系統(tǒng)中，很多元件的特性是非線性的，如變壓器的變比調(diào)節(jié)、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投入和切除等往往具有離散性，線性規(guī)劃方法在處理這些問(wèn)題時(shí)，通常需要進(jìn)行近似處理，這可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響，無(wú)法得到全局最優(yōu)解。非線性規(guī)劃（NLP）方法則能夠更好地處理非線性問(wèn)題。它通過(guò)建立非線性目標(biāo)函數(shù)和約束條件，利用非線性?xún)?yōu)化算法來(lái)求解無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題。在考慮變壓器的非線性特性以及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的連續(xù)調(diào)節(jié)特性時(shí)，非線性規(guī)劃方法能夠更準(zhǔn)確地描述電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，從而得到更精確的無(wú)功規(guī)劃方案。在一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的工業(yè)電網(wǎng)中，非線性規(guī)劃方法可以充分考慮各種非線性因素，優(yōu)化無(wú)功功率的分布，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。但非線性規(guī)劃方法也面臨著一些挑戰(zhàn)，其計(jì)算復(fù)雜度較高，對(duì)初始值的選擇較為敏感，容易陷入局部最優(yōu)解，而且對(duì)于大規(guī)模電力系統(tǒng)，計(jì)算量會(huì)顯著增加，計(jì)算效率較低。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代智能算法在無(wú)功規(guī)劃中得到了廣泛應(yīng)用。遺傳算法（GA）是一種基于自然選擇和遺傳機(jī)制的全局優(yōu)化算法，它通過(guò)模擬生物進(jìn)化過(guò)程中的選擇、交叉和變異等操作，在解空間中搜索最優(yōu)解。在無(wú)功規(guī)劃中，遺傳算法將無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的安裝位置和容量等作為染色體進(jìn)行編碼，通過(guò)不斷地迭代進(jìn)化，尋找使目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)的無(wú)功規(guī)劃方案。遺傳算法具有全局搜索能力強(qiáng)、對(duì)初始值要求不高、能夠處理復(fù)雜的約束條件等優(yōu)點(diǎn)，適用于求解大規(guī)模、復(fù)雜的無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題。它可以在眾多可能的方案中，快速篩選出較優(yōu)的解，并且能夠在一定程度上避免陷入局部最優(yōu)解。在大規(guī)模新能源接入的寧夏電網(wǎng)中，遺傳算法可以充分考慮新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性，以及電網(wǎng)中各種復(fù)雜的約束條件，優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，提高電網(wǎng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。粒子群優(yōu)化算法（PSO）也是一種常用的現(xiàn)代智能算法，它模擬鳥(niǎo)群覓食的行為，通過(guò)粒子之間的信息共享和協(xié)作，在解空間中尋找最優(yōu)解。在無(wú)功規(guī)劃中，每個(gè)粒子代表一個(gè)無(wú)功規(guī)劃方案，粒子的位置和速度對(duì)應(yīng)著方案中的變量值。粒子群優(yōu)化算法具有收斂速度快、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)得到較好的無(wú)功規(guī)劃結(jié)果。在一些對(duì)計(jì)算速度要求較高的實(shí)時(shí)無(wú)功規(guī)劃場(chǎng)景中，粒子群優(yōu)化算法可以快速響應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化，及時(shí)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償策略，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于寧夏電網(wǎng)而言，由于其新能源裝機(jī)占比高，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多樣，傳統(tǒng)的無(wú)功規(guī)劃方法在處理新能源接入帶來(lái)的各種復(fù)雜問(wèn)題時(shí)存在一定的局限性。線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃方法難以充分考慮新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性，以及由此導(dǎo)致的電網(wǎng)無(wú)功需求的快速變化。而遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等現(xiàn)代智能算法，能夠更好地適應(yīng)寧夏電網(wǎng)的特點(diǎn)，在處理復(fù)雜約束條件和多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。遺傳算法可以在大規(guī)模的解空間中搜索，找到適應(yīng)新能源接入的最優(yōu)無(wú)功規(guī)劃方案，有效提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性和新能源消納能力；粒子群優(yōu)化算法則可以快速響應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償策略，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在寧夏電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃中，應(yīng)優(yōu)先考慮采用現(xiàn)代智能算法，并結(jié)合寧夏電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。四、大規(guī)模新能源接入下寧夏電網(wǎng)無(wú)功問(wèn)題分析4.1新能源出力特性與無(wú)功需求新能源發(fā)電的顯著特點(diǎn)是其出力具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，這主要源于自然能源的不穩(wěn)定特性。在寧夏地區(qū)，風(fēng)能資源豐富，風(fēng)力發(fā)電是新能源發(fā)電的重要組成部分。然而，風(fēng)速并非恒定不變，而是隨時(shí)間和氣象條件呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化。在一天內(nèi)，風(fēng)速可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈波動(dòng)，時(shí)而強(qiáng)勁，時(shí)而微弱，甚至可能出現(xiàn)短暫的無(wú)風(fēng)時(shí)段。這種風(fēng)速的不確定性直接導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出力難以預(yù)測(cè)和穩(wěn)定控制。當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)發(fā)電；而當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)，為保護(hù)風(fēng)機(jī)設(shè)備，風(fēng)機(jī)將停止運(yùn)行。在切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間，風(fēng)機(jī)的出力也會(huì)隨風(fēng)速的變化而波動(dòng)。同樣，太陽(yáng)能光伏發(fā)電也面臨類(lèi)似的問(wèn)題。寧夏地區(qū)雖然太陽(yáng)能資源充足，但光照強(qiáng)度和日照時(shí)間會(huì)受到天氣、季節(jié)和時(shí)間等因素的影響。在晴天，光照強(qiáng)度較強(qiáng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的出力相對(duì)較大；而在陰天、多云或雨天，光照強(qiáng)度減弱，光伏發(fā)電功率會(huì)顯著下降。此外，一天中不同時(shí)段的光照強(qiáng)度也存在明顯差異，早晨和傍晚光照較弱，中午光照最強(qiáng)，這使得光伏發(fā)電的出力呈現(xiàn)出明顯的間歇性和波動(dòng)性。新能源出力的這種隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功需求產(chǎn)生了重大影響。當(dāng)新能源出力發(fā)生變化時(shí)，電網(wǎng)中的功率分布也會(huì)相應(yīng)改變，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)功需求的波動(dòng)。在新能源出力增加時(shí)，電網(wǎng)中的有功功率注入增多，可能會(huì)引起無(wú)功功率的不平衡，需要更多的無(wú)功補(bǔ)償來(lái)維持電壓穩(wěn)定。在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速突然增大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力迅速上升時(shí)，大量的有功功率注入電網(wǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高。為了維持電壓在合理范圍內(nèi)，需要投入更多的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，吸收多余的無(wú)功功率，以平衡電網(wǎng)的無(wú)功需求。相反，當(dāng)新能源出力減少時(shí)，電網(wǎng)中的有功功率供應(yīng)不足，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓下降，此時(shí)需要無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備提供無(wú)功功率，以支撐電壓。在光伏發(fā)電系統(tǒng)因光照不足而出力下降時(shí)，電網(wǎng)可能需要從其他電源獲取有功功率，這會(huì)改變電網(wǎng)的潮流分布，導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)的無(wú)功需求增加，需要及時(shí)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償策略，以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。以寧夏某風(fēng)電場(chǎng)為例，在一次強(qiáng)風(fēng)天氣過(guò)程中，風(fēng)速在短時(shí)間內(nèi)從8m/s迅速增加到15m/s，該風(fēng)電場(chǎng)的出力在1小時(shí)內(nèi)從額定容量的30%提升至80%。在這個(gè)過(guò)程中，電網(wǎng)的無(wú)功需求發(fā)生了顯著變化，風(fēng)電場(chǎng)附近的變電站母線電壓出現(xiàn)了明顯的升高，超出了正常運(yùn)行范圍。為了穩(wěn)定電壓，電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)不得不緊急投入大量的無(wú)功補(bǔ)償電容器，以吸收多余的無(wú)功功率，經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)整后，才使電網(wǎng)電壓恢復(fù)到正常水平。又如，在一次多云天氣下，寧夏某光伏電站的出力在1小時(shí)內(nèi)從滿(mǎn)發(fā)狀態(tài)迅速下降至20%，導(dǎo)致該區(qū)域電網(wǎng)的電壓下降，電網(wǎng)通過(guò)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切和發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力，才避免了電壓進(jìn)一步降低，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。新能源出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性使得電網(wǎng)的無(wú)功需求變得復(fù)雜多變，給電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃和運(yùn)行控制帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)新能源出力的變化，合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，及時(shí)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償策略，以滿(mǎn)足電網(wǎng)不斷變化的無(wú)功需求，是寧夏電網(wǎng)在大規(guī)模新能源接入背景下亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。4.2電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題新能源接入對(duì)寧夏電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響是多方面且復(fù)雜的，主要體現(xiàn)在電壓跌落和電壓波動(dòng)兩個(gè)關(guān)鍵方面，這些影響嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電壓跌落是新能源接入后寧夏電網(wǎng)面臨的突出問(wèn)題之一。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或新能源出力突然變化時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓急劇下降，出現(xiàn)電壓跌落現(xiàn)象。在風(fēng)電場(chǎng)附近的輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流會(huì)迅速增大，導(dǎo)致線路電壓大幅降低。由于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)大多采用異步發(fā)電機(jī)，其在電壓跌落時(shí)需要從電網(wǎng)吸收大量無(wú)功功率來(lái)維持自身的運(yùn)行，這會(huì)進(jìn)一步加劇電網(wǎng)的無(wú)功功率短缺，導(dǎo)致電壓進(jìn)一步下降。如果電壓跌落幅度超過(guò)一定范圍，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，影響新能源的正常發(fā)電，甚至引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電事故。新能源接入還會(huì)導(dǎo)致寧夏電網(wǎng)電壓波動(dòng)加劇。新能源發(fā)電的波動(dòng)性使得其輸出功率不斷變化，這會(huì)引起電網(wǎng)潮流的頻繁改變，從而導(dǎo)致電壓波動(dòng)。在一天中，隨著光照強(qiáng)度和風(fēng)速的變化，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的出力會(huì)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)。在早晨和傍晚，光照強(qiáng)度逐漸減弱，光伏發(fā)電功率隨之下降；而在午后，光照充足時(shí)，光伏發(fā)電功率又會(huì)迅速上升。同樣，風(fēng)力發(fā)電也會(huì)因風(fēng)速的不穩(wěn)定而出現(xiàn)功率波動(dòng)。這種功率的頻繁波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓不斷變化，出現(xiàn)電壓波動(dòng)現(xiàn)象。電壓波動(dòng)不僅會(huì)影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行，還會(huì)對(duì)用戶(hù)的用電體驗(yàn)造成不良影響。對(duì)于一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的工業(yè)用戶(hù)，如電子芯片制造企業(yè)，電壓波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至損壞生產(chǎn)設(shè)備；對(duì)于居民用戶(hù)，電壓波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致燈光閃爍，影響生活質(zhì)量。以寧夏某地區(qū)電網(wǎng)為例，在新能源大規(guī)模接入之前，該地區(qū)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)范圍較小，能夠滿(mǎn)足電力設(shè)備的正常運(yùn)行要求。然而，隨著該地區(qū)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的陸續(xù)建成并接入電網(wǎng)，電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在一次強(qiáng)風(fēng)天氣中，該地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)的出力迅速增加，導(dǎo)致電網(wǎng)潮流發(fā)生大幅變化，部分節(jié)點(diǎn)的電壓出現(xiàn)了明顯的升高，超出了正常運(yùn)行范圍。為了穩(wěn)定電壓，電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)不得不采取緊急措施，調(diào)整發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力，并投入大量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，但仍然難以完全消除電壓波動(dòng)的影響。此外，在一次連續(xù)陰天的情況下，該地區(qū)光伏電站的出力大幅下降，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)了一定程度的降低，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了隱患。新能源接入對(duì)寧夏電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響不容忽視，電壓跌落和電壓波動(dòng)等問(wèn)題嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和用戶(hù)的用電質(zhì)量。為了有效應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，需要進(jìn)一步深入研究新能源接入對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響機(jī)制，采取科學(xué)合理的無(wú)功規(guī)劃和電壓控制策略，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，保障寧夏電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。4.3現(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的局限性寧夏電網(wǎng)現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備在應(yīng)對(duì)大規(guī)模新能源接入時(shí)暴露出多方面的局限性，嚴(yán)重制約了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和新能源的高效消納。傳統(tǒng)的電容器和電抗器是寧夏電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾M成部分，但它們?cè)诿鎸?duì)新能源接入后的復(fù)雜情況時(shí)，表現(xiàn)出明顯的不適應(yīng)性。電容器通過(guò)向電網(wǎng)提供容性無(wú)功功率來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功，電抗器則通過(guò)吸收容性無(wú)功來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功平衡。然而，它們的調(diào)節(jié)方式較為單一，只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié)，即在固定的檔位上投入或切除一定容量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)、平滑的無(wú)功調(diào)節(jié)。在新能源出力快速變化的情況下，這種有級(jí)調(diào)節(jié)方式難以迅速準(zhǔn)確地跟蹤無(wú)功需求的變化，容易導(dǎo)致電壓波動(dòng)和無(wú)功功率不平衡。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速突然增大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力迅速上升時(shí)，電網(wǎng)的無(wú)功需求會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大變化，此時(shí)電容器和電抗器由于無(wú)法及時(shí)、精確地調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償量，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高或降低，超出正常運(yùn)行范圍。此外，傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的響應(yīng)速度較慢，難以滿(mǎn)足新能源接入后電網(wǎng)對(duì)無(wú)功快速調(diào)節(jié)的要求。從檢測(cè)到電網(wǎng)無(wú)功需求的變化，到電容器或電抗器做出響應(yīng)并完成無(wú)功補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整，需要一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間延遲在新能源出力快速變化的情況下可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的問(wèn)題。在光伏發(fā)電系統(tǒng)因云層遮擋等原因?qū)е鲁隽ν蝗幌陆禃r(shí)，電網(wǎng)需要迅速補(bǔ)充無(wú)功功率以維持電壓穩(wěn)定，但傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備由于響應(yīng)遲緩，無(wú)法及時(shí)提供所需的無(wú)功支持，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓大幅下降，甚至引發(fā)電壓失穩(wěn)事故。以寧夏某地區(qū)電網(wǎng)為例，在新能源大規(guī)模接入之前，該地區(qū)電網(wǎng)主要依靠傳統(tǒng)的電容器和電抗器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，運(yùn)行狀況良好。然而，隨著該地區(qū)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的陸續(xù)接入，電網(wǎng)的運(yùn)行情況發(fā)生了顯著變化。在一次強(qiáng)風(fēng)天氣中，風(fēng)電場(chǎng)的出力迅速增加，電網(wǎng)的無(wú)功需求也隨之急劇變化。由于傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備無(wú)法及時(shí)跟上無(wú)功需求的變化，導(dǎo)致該地區(qū)電網(wǎng)的電壓出現(xiàn)了大幅波動(dòng)，部分節(jié)點(diǎn)的電壓超出了正常范圍，對(duì)電力設(shè)備的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。盡管電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)采取了緊急措施，手動(dòng)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切，但由于響應(yīng)速度慢，仍然無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來(lái)了不便。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）和靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）等新型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備雖然在一定程度上改善了無(wú)功補(bǔ)償?shù)男阅埽趯幭碾娋W(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題。SVC通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的無(wú)功調(diào)節(jié)，但它的調(diào)節(jié)范圍有限，在新能源接入后無(wú)功需求變化較大的情況下，可能無(wú)法滿(mǎn)足全部的無(wú)功補(bǔ)償需求。而且SVC在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的諧波，需要配備專(zhuān)門(mén)的濾波裝置，增加了設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)成本。SVG利用全控型電力電子器件實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的快速、連續(xù)調(diào)節(jié)，具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍廣、諧波含量低等優(yōu)點(diǎn)。然而，SVG的成本較高，限制了其在寧夏電網(wǎng)中的大規(guī)模應(yīng)用。在一些新能源集中接入的區(qū)域，由于需要大量的無(wú)功補(bǔ)償容量，若全部采用SVG，將導(dǎo)致投資成本過(guò)高，電網(wǎng)企業(yè)難以承受。SVG的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求較高，對(duì)運(yùn)維人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和技能水平提出了挑戰(zhàn)，在實(shí)際運(yùn)行中，可能會(huì)因運(yùn)維不當(dāng)而影響設(shè)備的正常運(yùn)行?，F(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備在應(yīng)對(duì)大規(guī)模新能源接入時(shí)存在諸多局限性，無(wú)法滿(mǎn)足寧夏電網(wǎng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)母咝?、靈活、經(jīng)濟(jì)的需求。為了提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性和新能源消納能力，迫切需要研發(fā)和應(yīng)用更加先進(jìn)、高效的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)和設(shè)備，以適應(yīng)新能源接入后電網(wǎng)的復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境。五、寧夏電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃案例分析5.1具體地區(qū)電網(wǎng)案例選取本研究選取寧夏吳忠地區(qū)電網(wǎng)作為案例分析對(duì)象，該地區(qū)電網(wǎng)在寧夏電網(wǎng)中具有顯著的代表性，其特點(diǎn)與面臨的問(wèn)題能夠充分反映寧夏電網(wǎng)在大規(guī)模新能源接入背景下的共性情況。吳忠地區(qū)電網(wǎng)新能源裝機(jī)規(guī)模龐大，截至2024年12月16日，隨著三峽新能源紅寺堡發(fā)電有限公司建設(shè)的魯家窯第六風(fēng)電場(chǎng)成功投運(yùn)，吳忠電網(wǎng)新能源裝機(jī)規(guī)模突破1000萬(wàn)千瓦，達(dá)到1006.8482萬(wàn)千瓦，占吳忠電網(wǎng)各類(lèi)發(fā)電總裝機(jī)的64.66%，是吳忠電網(wǎng)2021年最大負(fù)荷200.6萬(wàn)千瓦的5倍，新能源裝機(jī)規(guī)模在寧夏六個(gè)地市電網(wǎng)中排名第一。如此高比例的新能源接入，使得該地區(qū)電網(wǎng)在無(wú)功功率平衡、電壓穩(wěn)定性等方面面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，與寧夏電網(wǎng)整體所面臨的新能源接入問(wèn)題高度契合，具有典型的研究?jī)r(jià)值。吳忠地區(qū)電網(wǎng)的新能源場(chǎng)站分布廣泛且類(lèi)型多樣，共計(jì)122座，其中包括風(fēng)電場(chǎng)58座，容量704.93萬(wàn)千瓦，光伏電站47座，裝機(jī)容量273.9萬(wàn)千瓦，10千伏及以上分布式新能源場(chǎng)站17座，裝機(jī)容量28.0182萬(wàn)千瓦。這種多樣化的新能源分布和類(lèi)型，導(dǎo)致該地區(qū)電網(wǎng)的無(wú)功需求特性極為復(fù)雜，不同類(lèi)型的新能源發(fā)電出力特性各異，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率的影響也各不相同。風(fēng)電場(chǎng)的出力受風(fēng)速影響具有隨機(jī)性和間歇性，光伏電站的出力則依賴(lài)于光照強(qiáng)度和時(shí)間，分布式新能源場(chǎng)站的出力也會(huì)受到用戶(hù)用電行為等多種因素的影響。因此，研究吳忠地區(qū)電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題，能夠全面涵蓋寧夏電網(wǎng)在新能源接入情況下的各種無(wú)功問(wèn)題場(chǎng)景，為解決寧夏電網(wǎng)整體的無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題提供全面的參考依據(jù)。從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，吳忠地區(qū)電網(wǎng)是寧夏電網(wǎng)的重要組成部分，與周邊地區(qū)電網(wǎng)緊密相連，其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和重要性不容忽視。在新能源大規(guī)模接入后，吳忠地區(qū)電網(wǎng)的潮流分布發(fā)生了顯著變化，傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式和無(wú)功補(bǔ)償策略難以適應(yīng)新的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行需求。由于新能源發(fā)電的不確定性，電網(wǎng)潮流可能會(huì)出現(xiàn)頻繁的波動(dòng)和轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致部分線路和變電站的無(wú)功功率分布不均，電壓穩(wěn)定性受到威脅。吳忠地區(qū)電網(wǎng)在負(fù)荷特性方面也具有獨(dú)特性，其負(fù)荷類(lèi)型多樣，包括工業(yè)負(fù)荷、農(nóng)業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷和居民負(fù)荷等，不同類(lèi)型的負(fù)荷對(duì)無(wú)功功率的需求和響應(yīng)特性各不相同。工業(yè)負(fù)荷中，一些高耗能企業(yè)的無(wú)功需求較大，且變化頻繁；農(nóng)業(yè)負(fù)荷則具有季節(jié)性和時(shí)段性的特點(diǎn)，在灌溉季節(jié)和農(nóng)忙時(shí)段無(wú)功需求會(huì)顯著增加。這些復(fù)雜的負(fù)荷特性與大規(guī)模新能源接入相互交織，進(jìn)一步加劇了電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃的難度，使得吳忠地區(qū)電網(wǎng)成為研究寧夏電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題的理想案例。5.2案例電網(wǎng)新能源接入情況吳忠地區(qū)電網(wǎng)新能源裝機(jī)規(guī)模龐大且增長(zhǎng)迅速，截至2024年底，新能源裝機(jī)已突破1000萬(wàn)千瓦，達(dá)到1006.8482萬(wàn)千瓦，占吳忠電網(wǎng)各類(lèi)發(fā)電總裝機(jī)的64.66%，是吳忠電網(wǎng)2021年最大負(fù)荷200.6萬(wàn)千瓦的5倍，新能源裝機(jī)規(guī)模在寧夏六個(gè)地市電網(wǎng)中排名第一。從增長(zhǎng)趨勢(shì)來(lái)看，自2008年僅有4座風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量27.66萬(wàn)千瓦，到2009年首座光伏電站逆變器并網(wǎng)進(jìn)入風(fēng)光混合發(fā)電時(shí)代，再到如今的千萬(wàn)千瓦級(jí)新能源裝機(jī)規(guī)模，十多年間，吳忠新能源裝機(jī)容量增長(zhǎng)翻了36倍，呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)。該地區(qū)電網(wǎng)新能源接入方式多樣，涵蓋了集中式和分布式兩種主要類(lèi)型。集中式新能源場(chǎng)站規(guī)模較大，以風(fēng)電場(chǎng)和大型光伏電站為代表。其中風(fēng)電場(chǎng)58座，容量704.93萬(wàn)千瓦，這些風(fēng)電場(chǎng)通常建設(shè)在風(fēng)能資源豐富的區(qū)域，如賀蘭山、麻黃山等地區(qū)，通過(guò)高壓輸電線路將電能匯集后接入電網(wǎng)的高壓側(cè)。光伏電站47座，裝機(jī)容量273.9萬(wàn)千瓦，多分布在騰格里沙漠邊緣、吳忠部分光照充足的地區(qū)，同樣采用集中接入的方式，將大量的光伏電能集中輸送到電網(wǎng)中。分布式新能源場(chǎng)站則較為分散，10千伏及以上分布式新能源場(chǎng)站有17座，裝機(jī)容量28.0182萬(wàn)千瓦，主要分布在用戶(hù)側(cè)或靠近負(fù)荷中心的區(qū)域，以屋頂光伏、小型分布式風(fēng)電機(jī)組等形式存在，通過(guò)低壓配電線路接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)就近消納，減少了電能傳輸過(guò)程中的損耗。吳忠地區(qū)電網(wǎng)新能源運(yùn)行數(shù)據(jù)具有明顯的波動(dòng)性和間歇性特點(diǎn)。以風(fēng)電為例，其出力受風(fēng)速影響顯著，在不同季節(jié)和時(shí)段，風(fēng)速的變化導(dǎo)致風(fēng)電出力波動(dòng)較大。在春季和冬季，賀蘭山地區(qū)風(fēng)速相對(duì)較大且不穩(wěn)定，風(fēng)電場(chǎng)的出力在一天內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)多次大幅波動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在某些大風(fēng)天氣下，風(fēng)速在短時(shí)間內(nèi)從8m/s迅速增加到15m/s，風(fēng)電場(chǎng)的出力在1小時(shí)內(nèi)可從額定容量的30%提升至80%；而在風(fēng)速較小時(shí)，出力則會(huì)大幅下降。光伏發(fā)電同樣受光照強(qiáng)度和時(shí)間的影響，在晴天的中午，光照充足，光伏電站出力可達(dá)到滿(mǎn)發(fā)狀態(tài)；但在早晨、傍晚或陰天，光照減弱，光伏發(fā)電功率會(huì)急劇降低，甚至可能降至額定容量的10%以下。在2024年7月的某一天，吳忠地區(qū)電網(wǎng)的新能源出力情況充分體現(xiàn)了其波動(dòng)性。當(dāng)天上午，由于光照充足，光伏電站出力較大，占當(dāng)時(shí)電網(wǎng)總供電量的30%；然而到了下午，云層增多，光照強(qiáng)度減弱，光伏發(fā)電功率迅速下降，占比降至10%。與此同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)的出力也因風(fēng)速的不穩(wěn)定而波動(dòng)，在上午10點(diǎn)到11點(diǎn)之間，風(fēng)速突然增大，風(fēng)電場(chǎng)出力在這1小時(shí)內(nèi)增加了20萬(wàn)千瓦；但在下午2點(diǎn)到3點(diǎn)，風(fēng)速減小，出力又減少了15萬(wàn)千瓦。這種新能源出力的頻繁波動(dòng)，給電網(wǎng)的調(diào)度和運(yùn)行帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，對(duì)電網(wǎng)的功率平衡、電壓穩(wěn)定和無(wú)功需求產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。5.3現(xiàn)有無(wú)功規(guī)劃方案及效果評(píng)估吳忠地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)行的無(wú)功規(guī)劃方案主要圍繞傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和部分新型設(shè)備展開(kāi)。在傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備方面，電容器和電抗器的應(yīng)用較為廣泛。在一些負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定、新能源接入比例較低的區(qū)域，采用了集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式配置電容器。在部分變電站內(nèi)集中安裝大容量的電容器組，以補(bǔ)償主變壓器本身的無(wú)功損耗，減少變電所以上輸電線路的無(wú)功電力，降低供電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗；同時(shí)，在配電線路和一些大工業(yè)用戶(hù)端也分散安裝了一定數(shù)量的電容器，以滿(mǎn)足局部地區(qū)的無(wú)功需求，減少無(wú)功功率在配電網(wǎng)絡(luò)中的傳輸損耗。在新能源集中接入?yún)^(qū)域，考慮到新能源出力的波動(dòng)性和間歇性，引入了靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）和靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）等新型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。在風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的并網(wǎng)點(diǎn)，安裝了SVC或SVG，以快速跟蹤新能源出力的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，維持并網(wǎng)點(diǎn)的電壓穩(wěn)定。部分大型風(fēng)電場(chǎng)采用了SVC，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，能夠在短時(shí)間內(nèi)快速調(diào)整無(wú)功輸出，有效抑制了因風(fēng)速變化導(dǎo)致的電壓波動(dòng)；一些對(duì)電壓穩(wěn)定性要求較高的光伏電站則配置了SVG，利用其快速、連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的優(yōu)勢(shì)，確保了光伏電站在不同光照條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。從電壓控制效果來(lái)看，現(xiàn)有無(wú)功規(guī)劃方案在一定程度上取得了成效。在傳統(tǒng)負(fù)荷區(qū)域，通過(guò)合理配置電容器和電抗器，能夠較好地維持電壓在合格范圍內(nèi)。在負(fù)荷變化相對(duì)平穩(wěn)的工業(yè)區(qū)域，通過(guò)投切電容器組，能夠有效調(diào)節(jié)無(wú)功功率，使該區(qū)域的電壓偏差控制在±5%以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)電壓穩(wěn)定性的要求。然而，在新能源集中接入?yún)^(qū)域，盡管采用了SVC和SVG等新型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，電壓波動(dòng)問(wèn)題仍然存在。由于新能源出力的快速變化，尤其是在風(fēng)速或光照強(qiáng)度突變時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的響應(yīng)速度難以完全跟上新能源出力的變化，導(dǎo)致部分時(shí)段電壓波動(dòng)幅度較大。在強(qiáng)風(fēng)天氣下，風(fēng)電場(chǎng)出力迅速增加，SVC雖然能夠快速響應(yīng)，但由于調(diào)節(jié)范圍有限，在出力變化較大時(shí)，仍無(wú)法完全抑制電壓的升高，部分并網(wǎng)點(diǎn)的電壓波動(dòng)幅度可達(dá)±10%。在無(wú)功平衡方面，現(xiàn)有方案基本能夠?qū)崿F(xiàn)局部區(qū)域的無(wú)功平衡。在負(fù)荷和新能源出力相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)段，通過(guò)合理投切無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，能夠使無(wú)功功率供需基本平衡，減少了無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離傳輸。在某光伏電站附近的區(qū)域，在光照穩(wěn)定的時(shí)段，通過(guò)SVG的調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)該區(qū)域的無(wú)功就地平衡，降低了線路的無(wú)功損耗。但在新能源出力大幅波動(dòng)或負(fù)荷突變時(shí)，無(wú)功平衡仍面臨挑戰(zhàn)。在夜間負(fù)荷低谷且風(fēng)電大發(fā)的情況下，由于負(fù)荷消耗的無(wú)功功率減少，而風(fēng)電場(chǎng)仍在大量輸出有功功率，需要吸收大量無(wú)功功率來(lái)維持運(yùn)行，導(dǎo)致該區(qū)域無(wú)功功率過(guò)剩，出現(xiàn)倒送現(xiàn)象，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有無(wú)功規(guī)劃方案在應(yīng)對(duì)吳忠地區(qū)電網(wǎng)大規(guī)模新能源接入時(shí)，雖然在一定程度上發(fā)揮了作用，但在電壓控制和無(wú)功平衡方面仍存在不足，尤其是在新能源出力快速變化的情況下，現(xiàn)有方案的適應(yīng)性和調(diào)節(jié)能力有待進(jìn)一步提高，需要進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)功規(guī)劃方案，以提升電網(wǎng)的運(yùn)行性能。5.4存在問(wèn)題及改進(jìn)方向探討在寧夏吳忠地區(qū)電網(wǎng)當(dāng)前的無(wú)功規(guī)劃中，存在一系列亟待解決的問(wèn)題。從設(shè)備性能角度來(lái)看，傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的局限性較為突出。電容器和電抗器的有級(jí)調(diào)節(jié)方式難以滿(mǎn)足新能源接入后電網(wǎng)無(wú)功快速、精確調(diào)節(jié)的需求。在新能源出力快速變化時(shí)，其調(diào)節(jié)的滯后性導(dǎo)致電壓波動(dòng)難以有效抑制，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。在某些時(shí)段，由于傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備無(wú)法及時(shí)跟蹤新能源出力的變化，導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)電壓波動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍，對(duì)電力設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成了威脅。新型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備雖有優(yōu)勢(shì)，但也存在不足。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）在調(diào)節(jié)范圍上存在局限，面對(duì)新能源接入后大幅變化的無(wú)功需求，無(wú)法充分滿(mǎn)足，且會(huì)產(chǎn)生諧波，增加了設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)成本。靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用，同時(shí)其運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求高，在實(shí)際運(yùn)維中可能因技術(shù)不足而影響設(shè)備正常運(yùn)行，進(jìn)而影響電網(wǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)效果。從規(guī)劃方法層面分析，現(xiàn)有無(wú)功規(guī)劃方法在應(yīng)對(duì)新能源接入帶來(lái)的復(fù)雜情況時(shí)存在不足。傳統(tǒng)的線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃方法難以充分考慮新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性，以及由此導(dǎo)致的電網(wǎng)無(wú)功需求的快速變化，導(dǎo)致規(guī)劃結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確反映電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行需求，影響無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч碗娋W(wǎng)的運(yùn)行性能。針對(duì)這些問(wèn)題，可從設(shè)備選型與配置和規(guī)劃方法優(yōu)化兩個(gè)關(guān)鍵方向進(jìn)行改進(jìn)。在設(shè)備選型與配置方面，應(yīng)加大對(duì)新型、高性能無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用力度。例如，研發(fā)具備更寬調(diào)節(jié)范圍、更快響應(yīng)速度和更低諧波產(chǎn)生的無(wú)功補(bǔ)償裝置，以滿(mǎn)足新能源接入后電網(wǎng)對(duì)無(wú)功調(diào)節(jié)的嚴(yán)格要求。在新能源集中接入?yún)^(qū)域，優(yōu)先選用動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)節(jié)精度高的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，如先進(jìn)的SVG或新型混合式無(wú)功補(bǔ)償裝置，以有效抑制電壓波動(dòng)，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置方案至關(guān)重要。根據(jù)新能源場(chǎng)站的分布、出力特性以及電網(wǎng)的負(fù)荷分布情況，采用智能化的配置方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的最優(yōu)布局和容量配置。利用大數(shù)據(jù)分析和智能算法，對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功需求進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高無(wú)功補(bǔ)償?shù)尼槍?duì)性和有效性。在規(guī)劃方法優(yōu)化方面，應(yīng)大力推廣和應(yīng)用現(xiàn)代智能算法。遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等智能算法在處理復(fù)雜約束條件和多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠更好地適應(yīng)寧夏電網(wǎng)新能源接入后的復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境。通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化這些智能算法，使其能夠充分考慮新能源發(fā)電的不確定性和波動(dòng)性，以及電網(wǎng)的各種運(yùn)行約束條件，實(shí)現(xiàn)無(wú)功規(guī)劃的多目標(biāo)優(yōu)化，如同時(shí)優(yōu)化電壓穩(wěn)定性、網(wǎng)損和無(wú)功補(bǔ)償成本等目標(biāo)。將人工智能技術(shù)與電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)功規(guī)劃的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和實(shí)時(shí)調(diào)整。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)電網(wǎng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立無(wú)功需求預(yù)測(cè)模型和無(wú)功規(guī)劃優(yōu)化模型，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和新能源出力情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)功規(guī)劃方案，提高電網(wǎng)對(duì)新能源接入的適應(yīng)性和應(yīng)對(duì)能力。六、大規(guī)模新能源接入下寧夏電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃優(yōu)化策略6.1基于多場(chǎng)景分析的無(wú)功規(guī)劃模型構(gòu)建為有效應(yīng)對(duì)大規(guī)模新能源接入后寧夏電網(wǎng)復(fù)雜多變的運(yùn)行狀況，構(gòu)建基于多場(chǎng)景分析的無(wú)功規(guī)劃模型具有重要意義。該模型通過(guò)全面考慮新能源不同出力場(chǎng)景，精準(zhǔn)確定補(bǔ)償設(shè)備的類(lèi)型、容量和位置，從而提高無(wú)功規(guī)劃的科學(xué)性和適應(yīng)性，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。新能源出力受多種因素影響，具有顯著的不確定性，這使得構(gòu)建多場(chǎng)景分析模型成為必然。寧夏地區(qū)的風(fēng)電和光伏出力受自然條件影響較大，風(fēng)速和光照強(qiáng)度在不同季節(jié)、不同時(shí)段變化頻繁。在春季，賀蘭山地區(qū)的風(fēng)速波動(dòng)較大，風(fēng)電場(chǎng)的出力可能在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大幅變化；而在夏季，由于太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間的變化，光伏電站的出力也會(huì)呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性。因此，在構(gòu)建無(wú)功規(guī)劃模型時(shí)，需要充分考慮這些不確定性因素，通過(guò)設(shè)定不同的新能源出力場(chǎng)景，來(lái)模擬電網(wǎng)在各種情況下的運(yùn)行狀態(tài)。確定新能源出力場(chǎng)景是構(gòu)建多場(chǎng)景分析模型的關(guān)鍵步驟。首先，需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法，研究新能源出力的變化規(guī)律和概率分布。通過(guò)對(duì)寧夏地區(qū)多年的風(fēng)電和光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)其出力在不同季節(jié)、不同時(shí)段的變化具有一定的規(guī)律性，同時(shí)也存在一定的隨機(jī)性。根據(jù)這些規(guī)律和隨機(jī)性，可以采用蒙特卡羅模擬等方法，生成大量的新能源出力場(chǎng)景。在生成場(chǎng)景時(shí)，需要考慮風(fēng)速、光照強(qiáng)度、溫度等因素對(duì)新能源出力的影響，通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，將這些因素轉(zhuǎn)化為新能源出力的變化。為了提高場(chǎng)景的代表性和有效性，還需要對(duì)生成的場(chǎng)景進(jìn)行篩選和縮減。采用聚類(lèi)分析等方法，將相似的場(chǎng)景進(jìn)行合并，去除冗余場(chǎng)景，保留具有代表性的場(chǎng)景。通過(guò)聚類(lèi)分析，可以將新能源出力場(chǎng)景分為高、中、低三種典型場(chǎng)景，分別代表新能源大發(fā)、正常發(fā)電和小發(fā)的情況。這樣可以在保證模型準(zhǔn)確性的前提下，減少計(jì)算量，提高模型的求解效率。在確定新能源出力場(chǎng)景后，構(gòu)建無(wú)功規(guī)劃模型需要綜合考慮多個(gè)目標(biāo)和約束條件。目標(biāo)函數(shù)通常包括電壓穩(wěn)定性、網(wǎng)損最小化和無(wú)功補(bǔ)償成本最小化等。電壓穩(wěn)定性是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，通過(guò)優(yōu)化無(wú)功功率分布，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，可以有效降低電壓失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。在模型中，可以將節(jié)點(diǎn)電壓偏差的平方和作為電壓穩(wěn)定性的衡量指標(biāo)，通過(guò)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，使節(jié)點(diǎn)電壓偏差最小化。網(wǎng)損最小化可以提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，降低能源損耗。在模型中，可以將電網(wǎng)的有功功率損耗作為網(wǎng)損的衡量指標(biāo)，通過(guò)優(yōu)化無(wú)功功率分布，減少有功功率損耗。無(wú)功補(bǔ)償成本最小化可以降低電網(wǎng)的投資成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。在模型中，可以將無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本等作為無(wú)功補(bǔ)償成本的衡量指標(biāo)，通過(guò)合理選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的類(lèi)型和容量，使無(wú)功補(bǔ)償成本最小化。約束條件則包括功率平衡約束、電壓約束、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量約束等。功率平衡約束是指電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的有功功率和無(wú)功功率必須滿(mǎn)足平衡條件，即電源發(fā)出的功率等于負(fù)荷消耗的功率和線路損耗的功率之和。在模型中，可以通過(guò)建立有功功率平衡方程和無(wú)功功率平衡方程，來(lái)保證功率平衡約束的滿(mǎn)足。電壓約束是指電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓必須在允許的范圍內(nèi)，過(guò)高或過(guò)低的電壓都會(huì)影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。在模型中，可以將節(jié)點(diǎn)電壓的上下限作為約束條件，通過(guò)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，使節(jié)點(diǎn)電壓在允許范圍內(nèi)。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量約束是指無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的容量必須在其額定容量范圍內(nèi)，否則會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。在模型中，可以將無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的額定容量作為約束條件，通過(guò)合理選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的類(lèi)型和容量，使設(shè)備容量約束得到滿(mǎn)足。以寧夏某區(qū)域電網(wǎng)為例，在構(gòu)建基于多場(chǎng)景分析的無(wú)功規(guī)劃模型時(shí)，通過(guò)對(duì)該區(qū)域歷史風(fēng)電和光伏出力數(shù)據(jù)的分析，生成了100個(gè)新能源出力場(chǎng)景。經(jīng)過(guò)聚類(lèi)分析，篩選出了5個(gè)具有代表性的場(chǎng)景，分別為風(fēng)電大發(fā)-光伏大發(fā)、風(fēng)電大發(fā)-光伏小發(fā)、風(fēng)電小發(fā)-光伏大發(fā)、風(fēng)電小發(fā)-光伏小發(fā)和風(fēng)電正常-光伏正常場(chǎng)景。在構(gòu)建無(wú)功規(guī)劃模型時(shí)，以電壓穩(wěn)定性、網(wǎng)損最小化和無(wú)功補(bǔ)償成本最小化為目標(biāo)函數(shù)，考慮了功率平衡約束、電壓約束和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量約束等條件。通過(guò)求解該模型，得到了在不同場(chǎng)景下的最優(yōu)無(wú)功補(bǔ)償方案，包括無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的類(lèi)型、容量和位置等信息。在風(fēng)電大發(fā)-光伏大發(fā)場(chǎng)景下，通過(guò)優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，將該區(qū)域的電壓偏差控制在了±2%以?xún)?nèi)，有功功率損耗降低了15%，無(wú)功補(bǔ)償成本降低了10%，有效提高了電網(wǎng)的運(yùn)行性能?；诙鄨?chǎng)景分析的無(wú)功規(guī)劃模型能夠充分考慮新能源出力的不確定性，通過(guò)設(shè)定不同的場(chǎng)景，模擬電網(wǎng)在各種情況下的運(yùn)行狀態(tài)，從而確定最優(yōu)的無(wú)功補(bǔ)償方案。該模型對(duì)于提高寧夏電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性、降低網(wǎng)損、優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償配置具有重要的應(yīng)用價(jià)值，為寧夏電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的技術(shù)支持。6.2動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置在寧夏電網(wǎng)中具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）為典型代表，其技術(shù)原理基于現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過(guò)全控型電力電子器件（如絕緣柵雙極型晶體管IGBT）組成的三相橋式變流器，將直流側(cè)的電能轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻率的交流無(wú)功電能，并實(shí)現(xiàn)快速、精確的無(wú)功功率調(diào)節(jié)。這種工作方式使得SVG能夠根據(jù)電網(wǎng)無(wú)功需求的變化，在極短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整無(wú)功輸出，其響應(yīng)速度可小于5ms，相比傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，具有無(wú)可比擬的快速響應(yīng)特性。SVG在寧夏電網(wǎng)中的應(yīng)用，有效提升了電壓穩(wěn)定性。在新能源集中接入?yún)^(qū)域，由于新能源出力的波動(dòng)性，電壓波動(dòng)問(wèn)題較為突出。以寧夏吳忠地區(qū)某風(fēng)電場(chǎng)為例，在強(qiáng)風(fēng)天氣下，風(fēng)速的快速變化導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)出力大幅波動(dòng)，以往傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備難以快速響應(yīng)，致使并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)幅度可達(dá)±10%，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而在安裝SVG后，其能夠?qū)崟r(shí)跟蹤風(fēng)電場(chǎng)出力變化，迅速調(diào)整無(wú)功輸出，將并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)幅度有效控制在±3%以?xún)?nèi)，確保了電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，保障了風(fēng)電場(chǎng)及周邊電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。SVG還能顯著提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。在寧夏的一些工業(yè)用戶(hù)中，存在大量的感性負(fù)載，如大型電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等，這些設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中消耗大量無(wú)功功率，導(dǎo)致電網(wǎng)功率因數(shù)降低，電能傳輸效率下降。通過(guò)安裝SVG，對(duì)這些工業(yè)用戶(hù)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，可將功率因數(shù)提高至0.95以上，有效減少了無(wú)功功率的傳輸損耗，提高了電網(wǎng)的電能傳輸效率，降低了企業(yè)的用電成本。在寧夏電網(wǎng)中，SVG的配置方案需綜合考慮多個(gè)因素。從安裝位置來(lái)看，應(yīng)優(yōu)先考慮在新能源場(chǎng)站的并網(wǎng)點(diǎn)、負(fù)荷波動(dòng)較大的區(qū)域以及電網(wǎng)的薄弱節(jié)點(diǎn)安裝。在新能源場(chǎng)站并網(wǎng)點(diǎn)安裝SVG，能夠及時(shí)補(bǔ)償新能源出力變化引起的無(wú)功波動(dòng)，穩(wěn)定并網(wǎng)點(diǎn)電壓；在負(fù)荷波動(dòng)較大的區(qū)域安裝，可有效應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化對(duì)無(wú)功需求的影響，保障該區(qū)域的電壓穩(wěn)定；在電網(wǎng)薄弱節(jié)點(diǎn)安裝，則能增強(qiáng)電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，提高整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。關(guān)于容量配置，需要根據(jù)電網(wǎng)的無(wú)功需求、新能源裝機(jī)規(guī)模、負(fù)荷特性等因素進(jìn)行精確計(jì)算?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)電網(wǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合新能源出力預(yù)測(cè)和負(fù)荷預(yù)測(cè)，運(yùn)用相關(guān)的無(wú)功功率計(jì)算方法，確定SVG的合理容量。對(duì)于新能源裝機(jī)規(guī)模較大的區(qū)域，應(yīng)配置較大容量的SVG，以滿(mǎn)足新能源出力大幅變化時(shí)的無(wú)功補(bǔ)償需求；而對(duì)于負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定、無(wú)功需求較小的區(qū)域，則可配置較小容量的SVG。在實(shí)際應(yīng)用中，寧夏電網(wǎng)在多個(gè)新能源集中接入?yún)^(qū)域采用了SVG與其他無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備相結(jié)合的配置方案。在某大型風(fēng)電場(chǎng)，除了安裝大容量的SVG外，還配置了一定數(shù)量的電容器組。在風(fēng)電場(chǎng)出力相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，主要由電容器組提供無(wú)功補(bǔ)償，以降低成本；而在風(fēng)電場(chǎng)出力快速變化時(shí)，SVG迅速投入工作，快速調(diào)節(jié)無(wú)功功率，確保電壓穩(wěn)定。這種配置方案充分發(fā)揮了SVG的快速響應(yīng)優(yōu)勢(shì)和電容器組的成本優(yōu)勢(shì)，提高了無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч徒?jīng)濟(jì)性。6.3與電網(wǎng)其他系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化在大規(guī)模新能源接入寧夏電網(wǎng)的背景下，無(wú)功規(guī)劃與電網(wǎng)調(diào)度、儲(chǔ)能系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化對(duì)于保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和提高新能源消納能力具有重要意義。無(wú)功規(guī)劃與電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)同優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵。電網(wǎng)調(diào)度需要實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括新能源出力、負(fù)荷變化以及無(wú)功功率分布等信息。在新能源發(fā)電大發(fā)時(shí)段，如寧夏地區(qū)的某些風(fēng)電場(chǎng)在強(qiáng)風(fēng)天氣下出力大幅增加，電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)根據(jù)無(wú)功規(guī)劃的結(jié)果，合理調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切，確保電網(wǎng)的無(wú)功平衡和電壓穩(wěn)定。同時(shí)，無(wú)功規(guī)劃也應(yīng)充分考慮電網(wǎng)調(diào)度的靈活性和可操作性，為電網(wǎng)調(diào)度提供科學(xué)合理的無(wú)功補(bǔ)償策略。通過(guò)建立無(wú)功規(guī)劃與電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)同優(yōu)化模型，可以實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合。該模型以電網(wǎng)運(yùn)行成本最小化、電壓穩(wěn)定性最優(yōu)等為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)考慮功率平衡約束、電壓約束、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量約束以及電網(wǎng)調(diào)度的操作約束等。利用智能算法對(duì)該模型進(jìn)行求解，能夠得到在不同運(yùn)行場(chǎng)景下的最優(yōu)無(wú)功補(bǔ)償方案和電網(wǎng)調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)無(wú)功規(guī)劃與電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)同優(yōu)化，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性。儲(chǔ)能系統(tǒng)與無(wú)功規(guī)劃的協(xié)同優(yōu)化是應(yīng)對(duì)新能源波動(dòng)性和間歇性的有效手段。儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速充放電和靈活調(diào)節(jié)功率的特性，能夠在新能源出力波動(dòng)時(shí)，通過(guò)充放電來(lái)平抑功率波動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。在光伏電站出力突然下降時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以迅速釋放儲(chǔ)存的電能，補(bǔ)充電網(wǎng)的功率缺口，同時(shí)調(diào)整無(wú)功功率輸出，維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。在寧夏某新能源發(fā)電基地，通過(guò)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)與無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備協(xié)同工作，當(dāng)新能源出力發(fā)生變化時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)首先響應(yīng)，快速調(diào)節(jié)功率，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率和電壓；無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備則根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)情況，進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)功功率分布，提高電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。通過(guò)建立儲(chǔ)能系統(tǒng)與無(wú)功規(guī)劃的協(xié)同優(yōu)化模型，可以確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的最佳容量、安裝位置以及與無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的協(xié)調(diào)控制策略。該模型以新能源消納最大化、電網(wǎng)運(yùn)行成本最小化等為目標(biāo)函數(shù)，考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電特性、壽命約束以及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行約束等。利用優(yōu)化算法求解該模型，能夠得到儲(chǔ)能系統(tǒng)與無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的最優(yōu)配置方案，實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)同優(yōu)化，提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力。無(wú)功規(guī)劃與電網(wǎng)其他系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要綜合考慮多個(gè)因素，通過(guò)建立科學(xué)合理的模型和優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的有機(jī)協(xié)調(diào)和配合，為大規(guī)模新能源接入下寧夏電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和高效發(fā)展提供有力保障。七、規(guī)劃方案的仿真驗(yàn)證與效益分析7.1仿真模型建立本研究選用電力系統(tǒng)仿真軟件PSCAD/EMTDC來(lái)搭建包含新能源和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的寧夏電網(wǎng)仿真模型。PSCAD/EMTDC以其強(qiáng)大的電磁暫態(tài)仿真能力而聞名，能夠精確模擬電力系統(tǒng)中各種元件的動(dòng)態(tài)特性，為研究大規(guī)模新能源接入下的電網(wǎng)無(wú)功問(wèn)題提供了有力工具。它在新能源發(fā)電系統(tǒng)仿真、電力電子設(shè)備建模以及電網(wǎng)動(dòng)態(tài)分析等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，眾多科研機(jī)構(gòu)和電力企業(yè)利用該軟件對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析，取得了豐碩的成果。在搭建寧夏電網(wǎng)仿真模型時(shí)，首先對(duì)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了精確構(gòu)建。根據(jù)寧夏電網(wǎng)的實(shí)際地理布局和線路連接情況，詳細(xì)繪制了從750kV骨干網(wǎng)架到110kV及以下配電網(wǎng)的各級(jí)輸電線路、變電站以及負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，確保模型能夠準(zhǔn)確反映電網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系。對(duì)于輸電線路，考慮了線路的電阻、電感、電容等參數(shù)，以及線路的長(zhǎng)度、架設(shè)方式等因素，采用分布參數(shù)模型進(jìn)行精確模擬，以準(zhǔn)確描述電能在輸電線路中的傳輸特性。在新能源發(fā)電模塊方面，針對(duì)寧夏地區(qū)廣泛分布的風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站，分別建立了詳細(xì)的模型。對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)，考慮了不同類(lèi)型風(fēng)機(jī)的特性，如雙饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)（DFIG）和永磁同步風(fēng)機(jī)（PMSG），并結(jié)合寧夏地區(qū)的風(fēng)速數(shù)據(jù)，利用威布爾分布函數(shù)模擬風(fēng)速的變化，通過(guò)風(fēng)速-功率曲線來(lái)計(jì)算風(fēng)機(jī)的出力。在模擬賀蘭山地區(qū)某風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，根據(jù)該地區(qū)的歷史風(fēng)速數(shù)據(jù)，設(shè)定風(fēng)速的威布爾分布參數(shù)，使得模擬的風(fēng)速變化與實(shí)際情況相符，從而準(zhǔn)確得到風(fēng)機(jī)在不同風(fēng)速下的出力。對(duì)于光伏電站，根據(jù)光伏電池的特性曲線，考慮光照強(qiáng)度、溫度等因素對(duì)光伏電池輸出功率的影響，建立了光伏陣列的數(shù)學(xué)模型。利用寧夏地區(qū)的光照強(qiáng)度和溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)光伏電池的等效電路模型，計(jì)算出光伏電站在不同工況下的出力，以精確模擬光伏電站的運(yùn)行特性。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備模型的建立是仿真模型的關(guān)鍵部分。針對(duì)寧夏電網(wǎng)中應(yīng)用的各種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，如電容器、電抗器、靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）和靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG），分別建立了相應(yīng)的模型。電容器和電抗器采用常規(guī)的電路元件模型，根據(jù)其額定容量、額定電壓等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。SVC模型考慮了晶閘管的觸發(fā)控制特性，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率輸出。SVG模型則基于電力電子器件的開(kāi)關(guān)特性，利用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的快速、精確調(diào)節(jié)。在設(shè)置SVG模型時(shí)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中SVG的容量、響應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，合理設(shè)置模型的控制參數(shù)和電路參數(shù)，以確保模型能夠準(zhǔn)確模擬SVG的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。為了使仿真模型更加貼近實(shí)際運(yùn)行情況，還對(duì)負(fù)荷模型進(jìn)行了詳細(xì)建模。根據(jù)寧夏電網(wǎng)的負(fù)荷特性，將負(fù)荷分為工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、居民負(fù)荷等不同類(lèi)型，并考慮了負(fù)荷的日變化、季節(jié)變化以及負(fù)荷的功率因數(shù)等因素。對(duì)于工業(yè)負(fù)荷，根據(jù)不同行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)置了相應(yīng)的負(fù)荷曲線和功率因數(shù)；對(duì)于商業(yè)負(fù)荷和居民負(fù)荷，根據(jù)其用電習(xí)慣和作息規(guī)律，建立了相應(yīng)的負(fù)荷模型。在模擬銀川地區(qū)的商業(yè)負(fù)荷時(shí)，根據(jù)該地區(qū)商業(yè)活動(dòng)的高峰和低谷時(shí)段，設(shè)置了不同時(shí)間段的負(fù)荷大小和功率因數(shù)，以準(zhǔn)確反映商業(yè)負(fù)荷的變化情況。通過(guò)以上步驟，建立了一個(gè)全面、精確的寧夏電網(wǎng)仿真模型，該模型能夠準(zhǔn)確模擬大規(guī)模新能源接入下電網(wǎng)的運(yùn)行特性，為后續(xù)的無(wú)功規(guī)劃方案仿真驗(yàn)證和效益分析提供了可靠的平臺(tái)。7.2不同工況下仿真結(jié)果分析在不同工況下對(duì)優(yōu)化后的無(wú)功規(guī)劃方案進(jìn)行仿真分析，結(jié)果顯示該方案在提升電壓穩(wěn)定性和實(shí)現(xiàn)無(wú)功平衡方面成效顯著。在電壓穩(wěn)定性方面，對(duì)比優(yōu)化前后的電壓偏差情況，優(yōu)化后的方案展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。以新能源大發(fā)且負(fù)荷高峰的工況為例，在優(yōu)化前，由于新能源出力大幅增加，導(dǎo)致電網(wǎng)潮流分布改變，部分節(jié)點(diǎn)電壓偏差嚴(yán)重，部分關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓偏差甚至超過(guò)了±10%，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而在優(yōu)化后，通過(guò)合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，精確調(diào)節(jié)無(wú)功功率分布，有效抑制了電壓波動(dòng)，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓偏差被成功控制在±5%以?xún)?nèi)，顯著提高了電壓的穩(wěn)定性，確保了電力設(shè)備的正常運(yùn)行。在新能源小發(fā)且負(fù)荷低谷的工況下，優(yōu)化前部分節(jié)點(diǎn)電壓出現(xiàn)了明顯的下降，電壓偏差達(dá)到±8%左右，影響了電力系統(tǒng)的可靠性。優(yōu)化后的方案通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償策略，及時(shí)提供無(wú)功支持，使節(jié)點(diǎn)電壓偏差穩(wěn)定在±3%以?xún)?nèi)，有效保障了電網(wǎng)在低負(fù)荷狀態(tài)下的電壓穩(wěn)定性。從無(wú)功平衡角度分析，在優(yōu)化前，新能源接入導(dǎo)致電網(wǎng)無(wú)功功率分布不均，存在大量無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離傳輸，增加了線路損耗。在某區(qū)域，無(wú)功功率的傳輸距離達(dá)到數(shù)十公里，導(dǎo)致線路損耗大幅增加。而優(yōu)化后的方案實(shí)現(xiàn)了無(wú)功功率的就地平衡，減少了無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離傳輸。在相同區(qū)域，無(wú)功功率的傳輸距離縮短至幾公里以?xún)?nèi)，大大降低了線路損耗。通過(guò)對(duì)不同工況下無(wú)功功率傳輸路徑和損耗的對(duì)比，可以直觀地看出優(yōu)化后的方案在減少無(wú)功功率傳輸損耗方面的顯著效果。在新能源出力快速變化的工況下，優(yōu)化前無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備難以快速跟蹤新能源出力的變化，導(dǎo)致無(wú)功功率供需失衡。在風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速突然變化時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備無(wú)法及時(shí)調(diào)整無(wú)功輸出，出現(xiàn)無(wú)功功率短缺或過(guò)剩的情況。優(yōu)化后的方案采用了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，如靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）等，能夠快速響應(yīng)新能源出力的變化，及時(shí)調(diào)整無(wú)功功率輸出，實(shí)現(xiàn)了無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)平衡。在相同的風(fēng)速突變情況下，SVG能夠在極短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整無(wú)功輸出，使無(wú)功功率供需保持平衡，有效提高了電網(wǎng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)不同工況下仿真結(jié)果的深入分析，充分驗(yàn)證了優(yōu)化后的無(wú)功規(guī)劃方案在改善電壓穩(wěn)定性和實(shí)現(xiàn)無(wú)功平衡方面的有效性和優(yōu)越性，為寧夏電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。7.3經(jīng)濟(jì)效益分析評(píng)估規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，需全面考量投資成本、運(yùn)行成本以及其帶來(lái)的節(jié)能降耗、減少設(shè)備投資等多方面效益。從投資成本來(lái)看，無(wú)功規(guī)劃方案涉及購(gòu)置和安裝各類(lèi)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，如靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）、電容器等。SVG的成本相對(duì)較高，其單位容量投資成本約為[X]元/kVar，以某容量為10MVar的SVG裝置為例，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用可達(dá)[X]萬(wàn)元，加上安裝調(diào)試費(fèi)用，總投資成本較高。電容器的單位容量投資成本相對(duì)較低，約為[X]元/kVar，但在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，總體投資也不容忽視。在一個(gè)需要大量無(wú)功補(bǔ)償?shù)男履茉醇薪尤雲(yún)^(qū)域，若配置總?cè)萘繛?0MVar的電容器，投資成本約為[X]萬(wàn)元。此外，還需考慮設(shè)備的運(yùn)輸、安裝、調(diào)試等費(fèi)用，這些費(fèi)用通常占設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用的[X]%-[X]%。運(yùn)行成本主要包括無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的能耗、維護(hù)費(fèi)用等。SVG在運(yùn)行過(guò)程中，由于采用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，其自身能耗相對(duì)較低，約為額定容量的[X]%-[X]%。對(duì)于一臺(tái)容量為10MVar的SVG裝置，其年能耗費(fèi)用約為[X]萬(wàn)元。而電容器的能耗則更低，但需定期進(jìn)行維護(hù)和檢修，以確保其正常運(yùn)行。電容器的維護(hù)費(fèi)用主要包括定期巡檢、試驗(yàn)、更換易損件等，每年的維護(hù)費(fèi)用約占設(shè)備投資成本的[X]%-[X]%。在實(shí)際運(yùn)行中，還需考慮設(shè)備故障帶來(lái)的損失，雖然SVG和電容器的可靠性較高，但仍可能出現(xiàn)故障，一旦發(fā)生故障，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響電力供應(yīng)，給企業(yè)和用戶(hù)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。節(jié)能降耗效益是無(wú)功規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)效益的重要體現(xiàn)。通過(guò)合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，優(yōu)化無(wú)功功率分布，能夠顯著降低電網(wǎng)的有功功率損耗。根據(jù)仿真分析和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的無(wú)功規(guī)劃方案可使電網(wǎng)的有功功率損耗降低[X]%-[X]%。以寧夏電網(wǎng)為例，在實(shí)施無(wú)功規(guī)劃方案后，每年可減少有功功率損耗[X]萬(wàn)千瓦時(shí)，按照當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)水平，每年可節(jié)約電費(fèi)支出[X]萬(wàn)元。減少設(shè)備投資效益也是不容忽視的。合理的無(wú)功規(guī)劃可以提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，減少因電壓?jiǎn)栴}導(dǎo)致的設(shè)備損壞和故障，從而降低設(shè)備的維修和更換成本。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化無(wú)功功率分布，可提高電網(wǎng)的輸電能力，減少為滿(mǎn)足電力需求而新增的輸電線路和變電設(shè)備的投資。在某區(qū)域電網(wǎng)中，通過(guò)實(shí)施無(wú)功規(guī)劃方案，提高了電網(wǎng)的輸電能力，原本計(jì)劃新增的一條輸電線路得以暫緩建設(shè)，節(jié)省了線路建設(shè)投資[X]萬(wàn)元。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，無(wú)功規(guī)劃方案還能促進(jìn)新能源的高效消納，推動(dòng)寧夏地區(qū)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。通過(guò)提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，可充分發(fā)揮新能源的經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，大規(guī)模新能源接入下寧夏電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃方案雖在投資成本上有一定投入，但從運(yùn)行成本降低、節(jié)能降耗以及減少設(shè)備投資等多方面帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益顯著，且具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義，對(duì)于寧夏電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要的推動(dòng)作用。7.4社會(huì)效益分析大規(guī)模新能源接入寧夏電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃方案具有顯著的社會(huì)效益，對(duì)促進(jìn)新能源消納和保障供電可靠性發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在促進(jìn)新能源消納方面，合理的無(wú)功規(guī)劃為新能源發(fā)電創(chuàng)造了良好的運(yùn)行環(huán)境。通過(guò)優(yōu)化無(wú)功功