淺析新能源發(fā)電接入及對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

王政欽

【摘 ?要】現(xiàn)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平不斷提高，同時(shí)人們的生活水平也有了顯著的改善，改對(duì)能源的需求也在多年之中有增無(wú)減，給我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了更大的壓力。與此同時(shí)，我國(guó)的開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)環(huán)境也造成了一定的破壞，能源安全和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題也得到了人們的廣泛重視，否則必然給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展形成阻礙。在能源工作當(dāng)中，積極應(yīng)用新能源材料，這也給我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展指明了方向。

【關(guān)鍵詞】新能源發(fā)電;電網(wǎng)規(guī)劃;影響

近年來(lái)我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，能源需求也大大增加，但是我國(guó)能源的利用率比較低，在開(kāi)發(fā)時(shí)對(duì)環(huán)境的破壞比較嚴(yán)重，并且能源供需兩者之間的矛盾日益增大，因此，能源安全與環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題層出不窮，嚴(yán)重影響到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)兩者之間的問(wèn)題，地我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一項(xiàng)重要的問(wèn)題。在能源的利用上要盡量使用那些清潔環(huán)保的新能源，這也是我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向。

一、慨述

新能源也可以叫做非常規(guī)的能源，也就是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。主要有：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芘c海洋能等。新能源相較傳統(tǒng)能源的資源有限和環(huán)境污染特點(diǎn)，具有資源豐富，普遍具備可再生特性，可供人類永續(xù)利用，環(huán)保等巨大優(yōu)勢(shì)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源需求不斷增大，新能源開(kāi)發(fā)利用的腳步在不斷加快，新能源取代傳統(tǒng)能源人類生活發(fā)展物質(zhì)基礎(chǔ)地位是社會(huì)發(fā)展必然結(jié)果。能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)能源危機(jī)導(dǎo)致能源資源枯竭，環(huán)境污染嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅著人類的生存發(fā)展，本著有限資源和環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展原則，一場(chǎng)全世界范圍的新能源革命序幕已經(jīng)開(kāi)啟。電力行業(yè)作為傳統(tǒng)一次能源的最大使用者，需要在這場(chǎng)新能源革命浪潮當(dāng)中充當(dāng)先驅(qū)者的角色，大力研發(fā)新能源轉(zhuǎn)換科技，加快新能源開(kāi)發(fā)綜合利用的腳步。

二、新能源發(fā)電的特點(diǎn)

現(xiàn)在隨著我國(guó)新技術(shù)的不斷推出，我國(guó)對(duì)于這些新能源也在不斷推廣和鼓勵(lì)，所以其趨勢(shì)體現(xiàn)出了大規(guī)模集中和興起時(shí)間集中的特點(diǎn)來(lái)。

1、大規(guī)模集中發(fā)電。現(xiàn)在我國(guó)的水力發(fā)電和核能發(fā)電全都采用大規(guī)模集中的方式來(lái)發(fā)展。舉例來(lái)說(shuō)，核燃料具有相當(dāng)高的發(fā)電效率，如果應(yīng)用技術(shù)水平較高，則不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。但是從另一個(gè)方面來(lái)看，核電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的成本，同時(shí)整體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在運(yùn)行之后，大多是在額定狀態(tài)下運(yùn)行的。先比之下，水力發(fā)電站的成本更低，機(jī)組設(shè)備啟動(dòng)效率高，可以迅速完成一系列制動(dòng)，所以可以靈活控制發(fā)電量，在豐水期之外也經(jīng)常用于電網(wǎng)調(diào)峰。太陽(yáng)能和風(fēng)能具有無(wú)污染的特點(diǎn)，儲(chǔ)備糧巨大，但其本身缺乏穩(wěn)定性，在使用過(guò)程中表現(xiàn)出了較高的間歇性和波動(dòng)性，這樣一來(lái)，就嚴(yán)格限制了其使用頻率和適用范圍，所以限制人們更加傾向于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電這種方式。光伏發(fā)電在未來(lái)將會(huì)走向并網(wǎng)，但是由于其自身的不穩(wěn)定性會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成巨大影響，所以如果想要應(yīng)用，必然需要考慮相關(guān)規(guī)劃問(wèn)題。

2、分布發(fā)電。和集中發(fā)電相比起來(lái)，分布發(fā)電的概念就是在有需求的一端附近來(lái)安裝發(fā)電設(shè)備，運(yùn)行方式多為自給自足，將多余的電量流入電網(wǎng)使用，并且在配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，以平更調(diào)節(jié)作為基礎(chǔ)，將電能供給發(fā)電設(shè)施。現(xiàn)在隨著時(shí)代的發(fā)展，微電網(wǎng)和智能小區(qū)的理念悄然興起，所以可以說(shuō)新能源已經(jīng)和分布式發(fā)電形成密不可分的聯(lián)系，二者的結(jié)合應(yīng)用可以體現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì)來(lái)，但另一方面來(lái)看，其本身也有更加復(fù)雜的發(fā)電特性，一方面風(fēng)能和太陽(yáng)能具有一定的波動(dòng)性，節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了電源和荷載兩個(gè)特點(diǎn)，同時(shí)分布式電源也大大復(fù)雜化了電網(wǎng)運(yùn)行方式，這也給繼電保護(hù)工作的開(kāi)展提出了新的要求。

三、電力系統(tǒng)的規(guī)劃

1、負(fù)荷預(yù)測(cè)是基礎(chǔ)工作，在實(shí)際的工作中影響的負(fù)荷的原因一般有：經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，生活水平、收入水平與消費(fèi)觀念發(fā)生的變化，電力消費(fèi)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，天氣的情況，電價(jià)，管理措施以及政策因素等等。在確定電壓等級(jí)的時(shí)候，我們需要考慮的是：動(dòng)力資源的分布，工業(yè)的布局，電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，新建電廠的容量，近期過(guò)渡的可能性，與遠(yuǎn)景系統(tǒng)的規(guī)劃發(fā)展。電力電量之間的平衡，就是供應(yīng)和需求兩者之間的平衡。

2、在電源規(guī)劃與變電站的布點(diǎn)規(guī)劃中，我們應(yīng)該對(duì)電力電量進(jìn)行平衡計(jì)算，分析并且規(guī)劃水火電廠的運(yùn)行方式，還要計(jì)算燃料的消耗量，發(fā)電設(shè)備的利用率，檢驗(yàn)電量的平衡，對(duì)系統(tǒng)與地區(qū)之間的電力電量進(jìn)行交換，并且為論證與制定方案來(lái)提供依據(jù)。

四、新能源接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃的時(shí)候，接入新能源對(duì)選擇電網(wǎng)電壓并沒(méi)有什么大的影響。風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電常常會(huì)受到天氣等自然條件影響，其發(fā)電會(huì)呈現(xiàn)出發(fā)電間歇性與波動(dòng)性，電量變化隨機(jī)性大。并且電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，使得電網(wǎng)的頻率出現(xiàn)偏差，電壓出現(xiàn)波動(dòng)，進(jìn)而影響穩(wěn)態(tài)電壓分布和無(wú)功特性，使電網(wǎng)的不可控性和調(diào)峰容量余度增大，使電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性受到影響。新能源發(fā)電電子裝置會(huì)產(chǎn)生一定的諧波和直流分量，當(dāng)諧波和直流分量注入電力系統(tǒng)后，會(huì)引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電能質(zhì)量，還會(huì)造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。新能源勢(shì)必會(huì)取代傳統(tǒng)能源成為人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，這只是早晚的問(wèn)題，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢(shì)所趨。當(dāng)前新能源開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)化技術(shù)能力還不夠成熟，電力工業(yè)新能源開(kāi)發(fā)利用還不足以起到主導(dǎo)的作用，但對(duì)電量補(bǔ)充和一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電等還是起到很大的作用。新能源發(fā)電本身所具有的波動(dòng)性，間歇性、不可控、可調(diào)度性差等特點(diǎn)還沒(méi)有得到有效解決，在電網(wǎng)接納能力不夠的背景下，新能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行難度大，成本高，同時(shí)也會(huì)給原有電力系統(tǒng)帶來(lái)很多的負(fù)面影響。

對(duì)于單項(xiàng)規(guī)模比較大并且發(fā)電比較集中的新能源，其電網(wǎng)規(guī)劃主要的影響因素有兩個(gè)方面：①在電力電量的平衡計(jì)算中，對(duì)出力進(jìn)行計(jì)算。②要重視距離比較遠(yuǎn)大功率輸電的經(jīng)濟(jì)性與安全性。一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)核電廠進(jìn)行出力計(jì)算的時(shí)候，在電力電量的平衡計(jì)算中，通常用的是額定運(yùn)行狀態(tài)下的參數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。在水電廠出力計(jì)算的時(shí)候，在豐水期一般是在滿載狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)算的，在其他的時(shí)期一般作為調(diào)峰使用。太陽(yáng)能的電廠與風(fēng)電廠出力的隨機(jī)性比較強(qiáng)，其波動(dòng)性也比較大，并且不容易控制，調(diào)度起來(lái)比較難，反正就是對(duì)電網(wǎng)每個(gè)方面的要求都比較高，因此，我們?cè)谶M(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃的時(shí)候一定要注意。

新能源發(fā)展中分布式的發(fā)電，能影響到電網(wǎng)規(guī)劃的主要是負(fù)荷的預(yù)測(cè)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的確定。分布式新能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃所產(chǎn)生的影響一般在兩個(gè)方面：①負(fù)荷的性質(zhì)不確定。②分布式新能源發(fā)電使得我國(guó)的規(guī)劃設(shè)計(jì)人員有了新的思路，設(shè)計(jì)規(guī)劃人員在選擇方案的時(shí)候多了許多的選擇。其分布特性使電網(wǎng)的規(guī)劃有了許多的方案可以選擇，多了新的方法，變電更加的復(fù)雜。

總之，新能源的接入對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生了很大的影響，這些影響因素我國(guó)要根據(jù)新能源的類型來(lái)判斷，不同的新能源發(fā)電對(duì)于電網(wǎng)的規(guī)劃有著不同的影響。目前電力工業(yè)新能源接入還存在諸多研發(fā)利用問(wèn)題，新能源的接入可靠性得不到保障，但其快速的發(fā)展和無(wú)限的潛能都是讓人欣喜的，人類離不開(kāi)能源作為物質(zhì)基礎(chǔ)，大力加強(qiáng)新能源開(kāi)發(fā)利用力度，提高新能源轉(zhuǎn)換科技技術(shù)，是人類社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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（作者單位：湖北省智網(wǎng)瑞達(dá)電力設(shè)計(jì)有限公司）