一、为什么通过优化直流联络线的运行方式能够提升新能源的消纳能力?
随着大规模风电、光伏等新能源的上网发电，新能源出力的随机性和波动性给电力系统运行带来了巨大的挑战。直流联络线具有控制灵活的特点，通过优化跨区直流联络线的运行方式，将能够充分利用不同大区风电的非同时性和负荷的差异特性，可实现跨区直流的随风而动，从而极大地促进含高比例间歇式能源的送端电网的新能源消纳，进而践行特高压直流更大空间范围内的资源配置作用。
二、跨区直流运行优化模式
跨区直流联络线运行方式分为：
1)长时间尺度的优化，包括年度、月度;
2)短时间尺度的优化，包括日前、日内实时滚动。
跨区直流运行优化的整体流程图如下所示：
三、直流联络线运行方式的优化模式是怎样的?
在传统模式下，联络线功率交换计划由上级调度机构制定，各区域调度机构只能调度区域内的常规机组来为本区域的新能源出力波动进行调峰。该模式的优点是易于实现分省电力电量平衡，缺点是联络线“阻隔”了跨区电力资源在消纳新能源方面的协调运行能力。
在自由优化模式下，由上级调度机构统一优化全网的发电计划，联络线功率可以在传输极限内自由优化。该模式的优点是：其一，充分挖掘各区域新能源出力的“互补”特性，减少系统的调峰需求;其二，充分释放全网发电机组的调节能力，实现在全网范围内消纳新能源。然而，该模式与我国现行的“统一调度，分级管理”原则相冲突，在实际中应用时将受到很大限制。
为此，本文提出介于上述两种模式之间的一种新模式——联络线功率受限优化。该模式在满足跨区联络线功率交换计划的前提下，各区域将区内火电机组进行等效，由上级调度机构根据各区域等效火电机组参数，综合考虑直流联络线的各类复杂运行约束条件，在联络线功率可调范围内优化，从而最大限度地挖掘“网网互动”的潜力，促进新能源在更大空间范围内消纳。该模式是对当前联络线功率交换计划编制方式的一种“渐进式改进”，在实际应用中具有很强的可操作性。
联络线功率受限优化模式的流程如图2所示。
四、直流联络线功率优化如何建模?
本文提出一种新的直流联络线交换功率建模方法，其基本思路是：假定联络线交换功率的档位有N个，则假设有N台等效发电机组，这N台等效发电机组的出力叠加起来组成联络线交换功率曲线，如图3所示。
对于每台等效发电机组，借鉴机组组合建模的思想，考虑最小连续开机/关机时间约束和机组出力上下限约束，从而实现联络线交换功率阶梯化。此外，为保证联络线交易计划的完成以及直流联络线控制的可靠性，还需满足联络线日电量约束、全天调节次数约束和联络线功率短时间内不得反方向调节的约束。
联络线功率受限优化的数学模型以系统运行成本和弃风量最小为目标函数，除直流联络线交换功率建模的相关约束以外，考虑系统平衡和备用、各区域等效火电机组运行限制等约束，对直流联络线交换功率计划进行优化。
五、通过优化直流联络线的运行方式提升新能源消纳能力的效果如何?
本文采用一个两区域电网，在典型日含弃风和典型日无弃风场景下，分别对比了直流联络线功率固定为实际值和直流联络线功率保持日电量不变进行受限优化两种模式下的运行效益。算例结果表明，通过优化直流联络线运行方式，可以根据新能源出力预测合理安排联络线功率曲线，降低各区域等效火电出力的峰谷差、预留更多备用容量，在含弃风场景下大幅降低弃风电量，并显著提高直流联络线两端电网运行的经济性。
原标题：新能源消纳：直流的“随风而动”
