新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響思考

任一帆

【摘? 要】中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展，且能源資源的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)，可是，中國(guó)的能源資源利用率很低，在開發(fā)過程中嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)能源供需間的矛盾也在持續(xù)變大。所以，能源的安全和環(huán)保問題不斷涌現(xiàn)出來，嚴(yán)重阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定地發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)保問題是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題之一。因此，在新能源利用方面，需要盡可能采用清潔能源，此乃電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】新能源電力;接入;電網(wǎng)規(guī)劃;影響

1新能源電力發(fā)展情況

中國(guó)現(xiàn)階段對(duì)新能源的開發(fā)，基本上聚集在水利發(fā)電、太陽能以及水力發(fā)電這幾個(gè)方面，在使用成效方面，太陽能發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電比較令人滿意，這兩者在供電與發(fā)電方面均具備了非常好的穩(wěn)定性。

1.1風(fēng)力發(fā)電

我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展在技術(shù)方面上分為三步，一是引進(jìn)新技術(shù)，二是把技術(shù)消化吸收三是進(jìn)行自主創(chuàng)新。現(xiàn)如今，在這方面我國(guó)以快速發(fā)展起來。例如，我國(guó)的風(fēng)力制造業(yè)不斷提升。還有隨著國(guó)內(nèi)5WM容量等級(jí)風(fēng)電產(chǎn)品的不斷改進(jìn)，我國(guó)的兆瓦級(jí)機(jī)組在風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)被大量使用。雖然我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造業(yè)和配置零組件的發(fā)展足以滿足所需，但是一些高級(jí)配置仍然需要從國(guó)外進(jìn)口。所以，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力和不斷探索新技術(shù)迫在眉睫。目前，是創(chuàng)新的年代，是需要快速發(fā)展的時(shí)代，新能源就是一個(gè)活生生的例子。作為新能源的一個(gè)重要部分，風(fēng)力發(fā)電近年來的發(fā)展越來越好。全球的能源越來越少，之前的能源已經(jīng)不足人們也已經(jīng)意識(shí)到了這個(gè)問題，風(fēng)力發(fā)電無污染，施工時(shí)間比較短，投資也不多，而且需要的地區(qū)也不多，這就使得各個(gè)國(guó)家對(duì)其越來越關(guān)注。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆電器是一個(gè)非常重要的裝置，其特性的好壞決定了發(fā)電是否靈活。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們也將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)做出了很多改變，使其性能得到了很大改進(jìn)，促進(jìn)了其進(jìn)一步發(fā)展。

1.2太陽能發(fā)電

各國(guó)不斷的開發(fā)新技術(shù)和開發(fā)新材料，降低太陽能發(fā)電的成本，其質(zhì)量不斷的提升，特別是轉(zhuǎn)化效率方面表現(xiàn)的尤為突出。從1974年發(fā)展到1997年，一些發(fā)達(dá)國(guó)家其光電池發(fā)電成本降低的特別明顯：從每發(fā)一度電為50美元降到了每度5美元。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國(guó)由于起步較晚，尤其是在開發(fā)、生產(chǎn)太陽能電池上還滯后于國(guó)際水平，整體上表現(xiàn)為產(chǎn)量低、應(yīng)用面不寬廣、產(chǎn)品種類不豐富多樣、技術(shù)水平不發(fā)達(dá)的這樣階段。根據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)太陽能電池生產(chǎn)廠年產(chǎn)量比部分發(fā)達(dá)國(guó)家要低，工廠生產(chǎn)設(shè)施仍以進(jìn)口設(shè)備為主，知識(shí)產(chǎn)權(quán)較少。太陽能電池平均轉(zhuǎn)換效率不高，科研成果還沒有迅速及完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。未來為了使太陽能電站比傳統(tǒng)電站更具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，還需要很長(zhǎng)的時(shí)間，原因是降低成本到一定的程度才能達(dá)到。所以導(dǎo)致目前太陽能電站裝機(jī)總?cè)萘坎淮螅w發(fā)展較慢。只有發(fā)電成本不斷降低，才能有利于該行業(yè)的大力發(fā)展。如今年6月，美國(guó)已在本國(guó)山區(qū)修建了第一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)樣板型的工業(yè)太陽能電站。該電站所使用的渦輪機(jī)是從淘汰下來的直升機(jī)上拆下來的舊設(shè)備，使用的渦輪機(jī)不是新的，裝機(jī)總?cè)萘繛?00kW，但每度電的成本僅為0.5美分，設(shè)備的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了40%至50%。

1.3水力發(fā)電

1.3.1小型水電站發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨我國(guó)水電建設(shè)與水電技術(shù)的快速發(fā)展，小型水電站逐漸暴露出越來越多的問題。比如，電站自動(dòng)化水平和效率較低，難以保證生態(tài)流量下泄，對(duì)河流生態(tài)環(huán)境影響較大。目前，我國(guó)小型水電站發(fā)展已受到嚴(yán)格控制，對(duì)一些小型水電站已進(jìn)行相關(guān)的改造與技術(shù)升級(jí)，對(duì)于不符合要求的電站已經(jīng)及時(shí)進(jìn)行關(guān)停。

1.3.2大中型水電發(fā)展現(xiàn)狀

由于國(guó)家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略和“西電東送”戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)水電在裝機(jī)容量與發(fā)電量、電站設(shè)計(jì)施工、水電設(shè)備制造與電站運(yùn)行管理等方面得到了全面發(fā)展，為今后大型水電站的開發(fā)建設(shè)打下了良好基礎(chǔ)。如今，我國(guó)水電建設(shè)呈現(xiàn)出流域梯級(jí)開發(fā)的趨勢(shì)，大渡河中下游、雅礱江中下游、金沙江中下游等梯級(jí)群開發(fā)已逐漸形成規(guī)模，流域梯級(jí)“群”的綜合效益逐漸顯現(xiàn)。

1.3.3水電站自動(dòng)控制程度較高

水力發(fā)電建設(shè)初期，水電站設(shè)備的開啟或關(guān)閉需要人工操作完成。隨著電力科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)監(jiān)控水平提高，水電站綜合自動(dòng)化水平也逐步提升，目前大中型電站基本實(shí)現(xiàn)中控室現(xiàn)場(chǎng)控制和集控中心遠(yuǎn)程控制。未來，水電站逐步實(shí)現(xiàn)少人值班，最后將達(dá)到無人值班（或少人值守）的目標(biāo)。

1.4風(fēng)電、光伏發(fā)電與水力發(fā)電的結(jié)合概況分析

1.4.1化石能源枯竭，國(guó)家鼓勵(lì)利用光、風(fēng)、水等可再生能源發(fā)電

我國(guó)社會(huì)在不斷進(jìn)步，同時(shí)，作為一個(gè)人口大國(guó)，資料消耗的速度和總量不可小覷，現(xiàn)階段，隨著化石能源的不斷開發(fā)，這一能源已經(jīng)逐漸面臨枯竭。對(duì)于此類現(xiàn)狀，國(guó)家高度重視，為了避免化石能源過度開發(fā)，國(guó)家提出合理利用可再生自然資源發(fā)電。協(xié)同光伏全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)2500噸電子級(jí)多晶硅，年產(chǎn)800兆瓦太陽能電池、400兆瓦組件、1.2億片硅片項(xiàng)目，已建388萬千瓦光伏發(fā)電裝機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)全面協(xié)調(diào)資源，實(shí)現(xiàn)自然自然的合理配置，促進(jìn)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)階段已經(jīng)大力開發(fā)了太陽能和風(fēng)能等可再生資源，并且通過結(jié)合各自資源實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)電。

1.4.2建設(shè)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和水力發(fā)電互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)、光和水三類作為可再生資源的代表，可以通過合理利用科學(xué)技術(shù)，使三者實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)合。太陽能發(fā)電綜合技術(shù)的實(shí)證試驗(yàn)基地選用了26種組件、21種逆變器、17種支架，展示了30種設(shè)計(jì)理念、15種新設(shè)備、30種新材料以及4種電池的儲(chǔ)能技術(shù)。在對(duì)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析的過程中，可以適當(dāng)借助分系統(tǒng)的指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，建立健全相關(guān)的科學(xué)評(píng)估體系，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的系統(tǒng)分析。

2新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

現(xiàn)階段，新能源電力開發(fā)轉(zhuǎn)化技術(shù)能力還在持續(xù)發(fā)展的過程中，電力工業(yè)新能源開發(fā)使用還無法起到較大的作用，可是對(duì)于電能補(bǔ)充以及部分偏遠(yuǎn)山區(qū)的供電則可以起到非常大的作用。新能源電力本身具備的波動(dòng)性與不可控等特征并未得到徹底解決，在電網(wǎng)接納能力不充足的情況下，新能源電力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行難度還很大，費(fèi)用也很大，并且會(huì)給電力系統(tǒng)造成不好的影響。對(duì)單項(xiàng)規(guī)模大且發(fā)電集中的新能源，其電網(wǎng)規(guī)劃影響因素就是：第一，電力電量平衡計(jì)算的時(shí)候，對(duì)出力展開計(jì)算。第二，需要注重距離遠(yuǎn)的、大功率輸電的安全性及經(jīng)濟(jì)性。通常而言，在對(duì)核電廠開展出力計(jì)算時(shí)，在計(jì)算電力電量的時(shí)候，一般使用額定運(yùn)行情況下的參數(shù)計(jì)算。在水電廠出力計(jì)算時(shí)，在豐水期通常在滿載情況下計(jì)算，在別的時(shí)間段是當(dāng)作調(diào)峰來用的。太陽能電廠和風(fēng)電廠出力有很大的隨機(jī)性，且波動(dòng)性也很大，同時(shí)難以控制，調(diào)度困難，所以開展電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，應(yīng)當(dāng)注意到這個(gè)方面。新能源電力發(fā)展過程中，分布式發(fā)電可以影響到電網(wǎng)規(guī)劃的就是負(fù)荷預(yù)測(cè)，明確電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。分布式新能源發(fā)電對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃的影響就是：第一，負(fù)荷性質(zhì)缺乏明確性;第二，分布式新能源發(fā)電導(dǎo)致中國(guó)的規(guī)劃設(shè)計(jì)師具備了全新的思路，設(shè)計(jì)規(guī)劃師在挑選方案的過程中有了更多的選擇。該分布特性讓電網(wǎng)規(guī)劃具備了非常豐富的方案可以挑選，并且有了新的方式，變電也變得越來越復(fù)雜了。

3結(jié)束語

現(xiàn)階段，電力工業(yè)新能源接入還有著很多研發(fā)使用方面的問題亟待解決，新能源電力接入的安全性與可行性無法得到有效的保障，可是其發(fā)展與潛在能力均很令人滿意。人類在未來發(fā)展過程中無法脫離新能源發(fā)展，所以，必須要增加對(duì)新能源電力的開發(fā)力度，提升能源轉(zhuǎn)化技術(shù)。

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（作者單位：內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司呼和浩特供電局）