3.1  大规模光伏外送的新型输电技术  

       为了提高长通道外送光伏等波动性电源的可控性，在通道沿线装设可控高抗、动态无功补偿 SVC以及可控串补等，集合多种FACTS装置的交流输电技术提升了系统对光伏等间歇性新能源的接纳能力。我国新疆-西北交流联网一、二通道即装设了多种类型FACTS装置，提升了外送大规模风光混合电力的能力。  

       ±800 kV特高压直流输电技术以其远距离送电的经济性、中间无落点的直通性等优越性能在我国正逐步推广建设，为我国大规模光伏、风电等新能源的开发、外送及消纳开辟了新的通道。在此基础上，文献[54]提出了在中国北部地区利用新型直流输电技术(VSC-HVDC)建立广域可再生能源电网结构的远景设想，从而有效整合风电、光伏、水电等，以期利用广域范围内的资源互补性平衡新能源的功率间歇性和不稳定性；论述了半波长输电和分频输电的特点及发展前景，指出二者均适用于超远距离大容量电力输送。  

       近年来，新型直流输电技术进一步发展[55-58]，但由于VSC直流输电使用全控型开关器件，受开关器件容量限制，目前VSC直流输电在远距离、大容量输电领域还不能取代传统直流输电，其电压等级和传输容量有待进一步提高，但在大规模分散式光伏的并网和地区可再生能源消纳领域是传统直流输电的有益补充。 

       3.2  光伏电站规划设计技术  

       光伏电站的规划设计问题涉及光伏电站的安装地点，安装容量，投资时间，光伏模块和逆变器模块的使用数量，光伏模块的安装倾角，光伏模块和逆变器的最优组合，站内连接方式，光伏电站的穿透功率、置信容量和经济评价等内容。  

       光伏电站的容量规划主要有独立光伏系统，混合光伏/柴油机系统，混合光伏/风电系统，混合光伏/风电/柴油机系统的容量规划[59]等；求解这类问题的主要方法有直观类方法[60]、人工智能优化算 法[61]等。直观类方法不考虑光伏出力的随机特性，仅根据月平均最低光照能量或平均月度太阳能用简单的公式计算。优化方法主要为基于系统可靠性分析的方法，考虑光伏与负荷的随机性，用函数表达式拟合系统可靠性与光伏电站规划容量的关  系[62]，可以直接计算适合的电站规划容量，还可建立计及工程寿命周期内系统的投资成本、运营维护成本以及重置成本的经济模型并进行优化求解[63]。  

       大型并网光伏电站的接线拓扑结构可以分为：集中式、组串式和微逆变器式，其中最常见的是集中式结构[64]。光伏电站的规划设计应满足“安全、可靠、高效和经济”的原则。在规划容量确定后尚需确定光伏电站的设备选择、接线方式等具体问题。  

       光伏的穿透功率定义为光伏占整个发电系统总发电量(或占整个负荷电量)的百分比[65]。过高的光伏穿透率可以引起馈线的逆向潮流及电压等问题，破坏传统变电站的开关正常工作。光伏电站的可靠性的评估有助于衡量光伏发电对电力系统充裕性和安全性的贡献，据此计算出的置信容量有效地量化了光伏发电的容量价值，成为电力系统规划中的重要指标。可靠性分析的解析法主要是根据电力系统元件的随机参数，将光伏发电等效为多状态的常规机组[66]，通过数值计算获取各项可靠性指标；模拟法主要是采用序贯蒙特卡洛法模拟，既能描述光伏发电的时序出力，又能求解频率和持续时间等可靠性指标[67]。评估可靠性必须从组成光伏电站的各元件入手，文献[68]对光伏电池组件的故障率的变化规律进行了讨论。各种接线方式对光伏方阵可靠性影响的研究结果表明，使用TCT结构 (total-cross-tied)和BL结构(bridge-linked)可以提升光伏阵列的有效工作时间。  

       光伏发电的置信容量反映其容量价值，用于量化光伏发电对电力系统充裕度的贡献[69]，但国内外尚未形成明确统一的衡量标准。Perez将现有的评估指标归纳为四类[65]；Madaeni等人又将常用的评估指标分为基于可靠性的评估指标和近似评估指标等[70]。在置信容量的灵敏性分析上，研究表明光伏发电置信容量随装机容量增大而呈现出的饱和效应，光伏发电出力同负荷的相关性是影响光伏发电置信容量的重要因素[71-72]。  

       光伏电站规划设计的经济性指标主要有：最小能耗、净现值、生命周期成本、投资回收期等。由于净现值考虑了整个工程的使用寿命和资金的时效性，是目前的光伏电站规划设计通常采用的经济性指标[73]。在成本/效益评价方面，文献[74]比较了光伏发电和常规发电的成本与全寿命期收益，分析了光伏发电优于常规发电的条件；文献[75]建立了多参数成本效益分析模型，通过计算发电成本、税前利润、税后现金流、净现值、内部收益率及回收期等一系列指标，说明了在塞浦路斯地区建设大规模光伏电站的可行性；研究表明贴现率和光电池效率是影响回收率的最重要因素。 

       3.3  提升光伏消纳的综合规划技术  

       大规模光伏电站的布局对电网规划也有影响。就电网规划而言，针对大规模光伏集中式并网，在光伏发电规模较小时，主要通过超高压或高压输电送入本省电网的负荷中心，需要同步加强省内超高压电网建设；随着光伏发电规模的增大，需要送入区域电网内消纳时，除了加强省内电网外，还要加强区域电网内跨省互联；随着光伏发电规模的进一步增大，还需要规划包括特高压直流在内的跨区外送通道，实现光伏发电大规模跨区外送。为提高输电通道的利用效率，需要综合考虑与区域内的水电、风电、火电等各类电源配合，实现协调运行和外送，文献[76]从宏观上分析了我国太阳能发电并网影响及各区域电网消纳能力。  

       针对规模化光伏分散式并网，调整配电网结构设计成为需迫切解决的问题，如何合理规划含光伏发电系统的智能配电网是必须考虑的重要因素，同时，光伏的布点及容量等也应与配电网的规划协 调[77]。随着城市光伏屋顶发电和光伏建筑一体化的增多，城市电网的规划应该留有充分余地。  

科学、合理地配置电力系统中风力发电、光伏发电、常规火电、水力发电、抽水蓄能以及其它储能设备的容量、布点，并计及负荷需求侧管理等，发挥大规模光伏接入后网-源-荷的综合效益，是现阶段推进光伏开发建设必不可少的环节[78]。