考慮新能源消納的配電網規劃方法初探

金瀟 楊星磊

摘 要：為了有效解決新能源消納問題，降低新能源接入對電網的影響。本文研究了新能源接入對電網的影響，在規劃階段考慮新能源的消納問題，提出了考慮新能源消納的配電網規劃方法。為更好消納新能源提供了一個新的方向。

1引言：

隨著化石能源的短缺及人們環保意識的不斷加強，對于新能源的開發利用也在不斷增長，但由于新能源出力的不確定性以及目前電網結構、輸送能力等因素的影響，導致新能源的消納問題日益嚴重。大量的棄風、棄光造成了資源的極大浪費，據統計2015年中國的棄風電量達到339 億千瓦時，棄光電量達到46.5 億千瓦時[1]。 因此解決新能源消納問題是十分重要且意義重大的。

本文提出在規劃階段考慮新能源消納問題，首先分析了新能源接入對電網造成的影響，并將這些影響考慮到規劃中，得到了一種考慮新能源消納的配電網規劃方法。為更好的解決新能源消納提供一種思路。

2新能源接入對電網的影響分析

2.1 新能源接入對電網潮流影響

新能源接入電網的方式分為集中式、分布式。不同的接入方式會影響電網潮流的分布和流向[2]。同時由于風能、太陽能等新能源受環境因素影響較大，其出力具有不確定性和波動性，會對電網無功、有功、電壓、電網損耗等多方面造成影響，從而影響整個電網的潮流分布。因此，在規劃階段就應該事先計算考慮最不利條件下新能源接入的電網潮流分布。找到目前電網的薄弱點，提出相應的規劃方案。

2.2 新能源接入對電網電能質量的影響

新能源接入電網會對電能質量造成的影響包括：電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波、頻率偏差、三相不平衡等多個方面[3]。以風力發電為例，分析新能源接入對電能質量的影響。

（1）對電壓偏差影響：風力發電機組由于其機組的無功電壓特性會對接入點的電壓造成較大影響。

（2）對電壓波動與閃變影響：不同的風況對風電機組引起的電壓波動和閃變具有直接影響。隨著風速的增大，風電機組產生的電壓波動和閃變也不斷增大。

（3）對諧波影響：對于風電機組來說，發電機本身產生的諧波雖然可以忽略，但由于其風電機組中有大量的電力電子元件，會產生大量諧波。

（4）對頻率偏差影響：風電出力的不確定性與不可控性導致風電機組的輸出功率與系統負荷需求的總有功功率并不是相等的，系統頻率會因為這種不平衡而產生變化引起頻率偏差。

因此，在規劃階段需要考慮新能源接入對于電能質量的影響，提出適當增加無功補償、諧波處理等設備的規劃方案，在規劃階段解決電能質量問題。

2.3新能源接入對電網安全性的影響

電網的安全性是最需要考慮的因素之一。大規模的新能源接入會增加電網的復雜性，對電網的安全、穩定造成影響[4]。例如風電場的低電壓穿越問題、光伏發電的孤島問題都是應該考慮的。在規劃階段需要仿真計算新能源接入后電網的安全性與穩定性。如果不能滿足，則需要通過規劃方案進行解決，保障電網安全、穩定運行。

3考慮新能源消納的配電網規劃方法

通過分析了解了新能源接入會對電網的潮流、電能質量及安全性三個方面造成影響，在進行電網規劃時需要同時考慮以上三個方面。本文提出的考慮新能源消納的配電網規劃方法具體方法如下：

（1）收集配電網規劃基礎資料，包括規劃地區的經濟發展、新能源可開發利用容量及分布、現有網架結構、線路導線截面、變壓器負載率等信息。

（2）結合天氣情況及當地資源情況，通過典型出力情況，分析新能源出力情況，并對其大致出力情況進行預測。

（3）根據收集到的數據進行合理的負荷預測，以及新能源接入容量預測。了解未來新能源是否可以就地消納，還是需要輸送出去進行消納。

（4）結合新能源出力情況，分析新能源接入不同位置、接入不同容量對電網潮流的影響。結合目前網架結構找出最佳的幾個接入點。如果通過潮流分析發現，目前電網結構無法容納這些能源接入，則規劃相應的項目解決新能源接入后電網的潮流薄弱點問題。

（5）分析新能源接入后對電網質量的影響，分別對電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波、頻率偏差、三相不平衡等多個方面進行分析，給出解決新能源接入造成的電能質量的規劃方案。

（6）對電網安全、穩定性進行評估，如果不滿足，則需要進行網架結構調整或者采取相應的措施進行解決。

（7）對考慮上述幾種情況后的規劃方案進行全壽命周期比選，最終選擇出合適的規劃方案。

4結論

新能源消納問題是目前限制新能源發展的主要問題之一，本文在規劃階段將新能源問題消納問題考慮進來，提出了考慮新能源消納的配電網規劃方法。為更好的解決新能源消納提供一種思路。

參考文獻：

[1] 裴哲義， 王彩霞， 和青，等. 對中國新能源消納問題的分析與建議[J]. 中國電力， 2016， 49（11）：1-7.

[2] 寧光濤， 謝海鵬， 別朝紅，等. 海南電網分布式光伏消納能力評估[J]. 南方電網技術， 2015， 9（5）：59-65.

[3]彭波， 陳旭， 徐乾耀，等. 面向新能源消納的電網規劃方法初探[J]. 電網技術， 2013， 37（12）：3386-3391.

[4] 彭波， 陳旭， 董曉明，等. 協同新能源發展的電網規劃關鍵技術研究[J]. 南方電網技術， 2014， 8（3）：1-7.

作者簡介：

姓名：金瀟 出生年月：1992.11 性別：男 民族：漢族 籍貫：湖北枝江

學歷：研究生學歷 研究方向：配電網規劃及設計