試析新能源發電接入及對電網規劃的影響

封旺明

【摘要】新能源是指可持續利用的資源，新能源發電在我國主要是指利用風力、水力、核能和太陽能進行發電，并保持持久穩定的供電。我國目前的新能源開發已經走在了世界的前列，對其利用程度也較為深入，但新能源發電的接入，同時也給我國的電網規劃帶來了深刻的影響。

【關鍵詞】新能源;發電接入;電網規劃;影響

一、新能源發電特點

第一，風電和光伏發電具有間歇性和波動性。風電機組的出力是根據風速情況隨機變化的，不能保持可控恒定輸出。同理，光伏電站的出力受到太陽輻照強度的影響，也不能保持可控恒定輸出，這是風電和光伏發電最大的缺點。風電場和光伏電站出力的間歇性和波動性將影響系統的可靠性，引起系統更多的調峰和備用容量需求，使得常規發電機組需要增加啟停次數。從電源可靠性角度看，風電和光伏發電僅提供電量而不能提供與其裝機容量相匹配的容量。第二，風力發電一般表現為反調峰特性，而光伏發電則表現為正調峰特性。風電場的出力一般是夜晚大于白天，而負荷變化規律與此剛好相反。由于風電機組的輸出功率無法像常規機組一樣靈活地控制，可控性差，因此，風電并網后將增大電網的凈負荷峰谷差。而光伏發電的出力則是白天出力最大，晚上出力為零，與負荷變化規律基本相同，因此光伏發電并網后將減小電網的凈負荷峰谷差。故風電和光伏發電表現出相反的調峰特性，對凈負荷峰谷差的影響取決于風電和光伏發電發電量。

二、新能源發電的現狀

2.1風力發電

風力發電具有較強的優勢，首先，風力作為一種清潔能源減少了煤炭石油資源的消耗，避免了大氣污染;其次，風力的分布地區范圍非常大，基本囊括了我國絕大部分地區，具有推廣的價值;最后，我國的風力資源較為豐厚，滿足了發電供電的基礎條件。我國的風能資源主要分布在新疆、河西、內蒙古、河北等12個地區，在這些地區進行風能發電具有極大的優勢，不但可以滿足當地的電力需求，還可以給附近地區進行電力供應，且其發電較為穩定，不會受到太大的影響，是我國目前主要的風能供電發展地區。

2.2光伏發電

光伏發電系統主要利用光熱傳導的優勢，來獲取熱源，以此形成有效的電力輸出系統。現階段的光伏發電系統主要以三種設備為主，其中并網型及獨立型應用較為廣泛，能夠在多種不同環境下進行光伏發電作業。而用戶型光伏發電設備則需要在特定環境下，才能夠有效的運轉與工作因此其應用范圍具有一定的局限性。該技術多采用并網逆變器控制技術，通過對核心發電控制系統的優化，來實現系統的控制以保護，從而達到良好的發電效果。光伏發電受環境影響較大，通常在發電過程中，容易產生電力資源波動的情況，此時光伏發電效率便受到一定程度的影響。光伏發電與風力發電相比其優勢在于能夠有效的提升載波頻率，環境適應性相對較強，可根據實際環境狀況設定其負荷參數，以此達到最佳的發電效果。

2.3太陽能發電

我國的太陽能光伏發電的技術和世界同步，在上世紀七十年代太陽能光伏發電就在民用領域得到了應用，以及對光伏電池的空間應用。在經過多年的努力，光伏發電有了相當的水平基礎。當太陽能發電系統工作環境主要是在野外，太陽能電池控制器軟硬件設計的問題，使得太陽能電池控制器的使用效果不是很好，在這一方面還有待進一步的提升優化。控制的能力不強，就會使得電能的轉換效率比較低，太陽能的發電系統工作性能就相對比較差。當前我國的太陽能發電系統的實際應用過程中，還需要考慮諸多的因素，對現場的地理位置以及安裝地點和最大負載量等，這些因素都影響了太陽能發電系統的使用性能和造價。

三、電力系統的規劃

負荷預測是基礎工作，在實際的工作中影響的負荷的原因一般有：經濟發展的水平與經濟結構的調整，生活水平、收入水平與消費觀念發生的變化，電力消費的結構出現變化，天氣的情況，電價，管理措施以及政策因素等等。在確定電壓等級的時候，我們需要考慮的是：動力資源的分布，工業的布局，電力負荷的增長，新建電廠的容量，近期過渡的可能性，與遠景系統的規劃發展、電力電量之間的平衡，就是供應和需求兩者之間的平衡。

在電源規劃與變電站的布點規劃中，我們應該對電力電量進行平衡計算，分析并且規劃水火電廠的運行方式，還要計算燃料的消耗量，發電設備的利用率，檢驗電量的平衡，對系統與地區之間的電力電量進行交換，并且為論證與制定方案來提供依據。

電網規劃一般是以負荷預測與電源規劃當作基礎，對在什么地方，什么時間建設什么樣的輸電線路與回路數以及變電站規模進行規劃，在規劃期內要達到所需的輸電需求，并且還要在滿足所有的技術指標下，盡量降低成本。電力系統的電網規劃主要的內容有，電網電壓的選擇，電網結構的確定，變電站的布局與規模采用什么樣的方案，使用什么樣的輸電方式、對電力負荷進行準確的預測，是衡量電力企業管理走向現代化的一個標志。

四、新能源接入對電網規劃的影響

我們在對電網進行規劃的時候，接入新能源對選擇電網電壓并沒有什么大的影響。風力發電與光伏發電常常會受到天氣等自然條件影響，其發電會呈現出發電間歇性與波動性，電量變化隨機性大。并且電網會產生沖擊電流，使得電網的頻率出現偏差，電壓出現波動，進而影響穩態電壓分布和無功特性，使電網的不可控性和調峰容量余度增大，使電力系統的安全穩定性受到影響。新能源發電電子裝置會產生一定的諧波和直流分量，當諧波和直流分量注入電力系統后，會引起電網電壓畸變，影響電能質量，還會造成電力系統繼電保護、自動裝置誤動作，影響電力系統的安全運行。新能源勢必會取代傳統能源成為人類生存發展的物質基礎，這只是早晚的問題，是社會經濟發展的大勢所趨。當前新能源開發轉化技術能力還不夠成熟，電力工業新能源開發利用還不足以起到主導的作用，但對電量補充和一些偏遠地區的供電等還是起到很大的作用。新能源發電本身所具有的波動性，間歇性、不可控、可調度性差等特點還沒有得到有效解決，在電網接納能力不夠的背景下，新能源發電并網運行難度大，成本高，同時也會給原有電力系統帶來很多的負面影響。

對于單項規模比較大并且發電比較集中的新能源，其電網規劃主要的影響因素有兩個方面：①在電力電量的平衡計算中，對出力進行計算。②要重視距離比較遠大功率輸電的經濟性與安全性。一般來說，在對核電廠進行出力計算的時候，在電力電量的平衡計算中，通常用的是額定運行狀態下的參數來進行計算。在水電廠出力計算的時候，在豐水期一般是在滿載狀態下進行計算的，在其他的時期一般作為調峰使用。太陽能的電廠與風電廠出力的隨機性比較強，其波動性也比較大，并且不容易控制，調度起來比較難，反正就是對電網每個方面的要求都比較高，因此，我們在進行電網規劃的時候一定要注意。新能源發展中分布式的發電，能影響到電網規劃的主要是負荷的預測，電網結構的確定。分布式新能源發電對電網規劃所產生的影響一般在兩個方面：①負荷的性質不確定。②分布式新能源發電使得我國的規劃設計人員有了新的思路，設計規劃人員在選擇方案的時候多了許多的選擇。其分布特性使電網的規劃有了許多的方案可以選擇，多了新的方法，變電更加的復雜。

結語

目前電力工業新能源接入還存在諸多研發利用問題，新能源的接入可靠性得不到保障，但其快速的發展和無限的潛能都是讓人欣喜的，人類離不開能源作為物質基礎，大力加強新能源開發利用力度，提高新能源轉換科學技術，是人類社會發展的必然趨勢。

參考文獻

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