新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響思考

武林杰 李春艷

摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)人們對(duì)能源需求的增多。中國(guó)的能源資源利用率很低，在開發(fā)過(guò)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(wèn)題不斷涌現(xiàn)出來(lái)，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(wèn)題是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問(wèn)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)。本文就新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響展開探討。

關(guān)鍵詞：新能源;電力接入;電網(wǎng)規(guī)劃;影響

引言

我國(guó)的新能源發(fā)展很快，尤其是光伏和風(fēng)電。在電網(wǎng)規(guī)劃中要考慮到新能源的協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)新能源有序建設(shè)、合理規(guī)劃，避免新能源大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)的沖擊性影響，提供電力企業(yè)的投入產(chǎn)出效益，更好的促進(jìn)新能源可持續(xù)發(fā)展。

1新能源電力發(fā)展情況

1.1風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電有著很多的優(yōu)點(diǎn)，第一，風(fēng)力是清潔能源中的一種，其可以降低煤炭與石油資源的耗損量，能夠防止大氣被污染。第二，風(fēng)力分布地區(qū)范圍大，覆蓋了中國(guó)三分之二的地區(qū)，有著極大的推廣價(jià)值。第三，中國(guó)的風(fēng)力資源尤其豐富，可以充分滿足發(fā)電與供電的基本條件。相關(guān)調(diào)查報(bào)告表明，中國(guó)的風(fēng)能資源大體分布于內(nèi)蒙古與河北等區(qū)域，在這些區(qū)域開展風(fēng)力發(fā)電有著很大的優(yōu)勢(shì)。不僅能夠充分滿足本地區(qū)的電力需要，同時(shí)還能夠?yàn)橹車峁╇娔埽⑶绎L(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定，不會(huì)被其他因素所影響。

1.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電

隨著目前對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)的深度研究，將太陽(yáng)能作為新能源且應(yīng)用于實(shí)際中已經(jīng)十分普遍，且能源的儲(chǔ)備量也十分龐大。現(xiàn)階段，太陽(yáng)能資源已經(jīng)被開發(fā)，在各個(gè)方面的應(yīng)用也十分常見。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、控制器及蓄電池等組成。該系統(tǒng)是通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與電能之間的連接，完成太陽(yáng)能的儲(chǔ)存，控制太陽(yáng)能傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的管理。采用清潔且可再生的太陽(yáng)能資源進(jìn)行發(fā)電，可以達(dá)到節(jié)能的目的。目前，光伏發(fā)電在人們的日常生活中十分常見，最典型的一個(gè)例子就是建設(shè)局規(guī)定居民建筑中必須安裝太陽(yáng)能熱水器，這種熱水器的運(yùn)行原理也是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，之后對(duì)水進(jìn)行加熱，以供人們?nèi)粘Ｉ钏瑁蟠蠊?jié)約了電能;另一個(gè)典型的例子是目前人們?cè)谖蓓敯惭b光伏發(fā)電系統(tǒng)，將太陽(yáng)能板接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，所得到的電能除了一部分供自家所需之外，其余部分與國(guó)家電網(wǎng)連接達(dá)成某種協(xié)議，這樣不僅能夠使得自家用電得到保障，還能夠使收入增加。這種方式在中國(guó)日照時(shí)間較長(zhǎng)的西北偏遠(yuǎn)地區(qū)十分常見且受到人們的歡迎。

1.3水力發(fā)電

對(duì)新能源進(jìn)行開發(fā)的過(guò)程中，最為熱門的一種能源就是水力發(fā)電，這種發(fā)電的循環(huán)利用效率很高，且屬于清潔能源，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。水是大自然界中有著非常強(qiáng)大能量的一種資源，因此，其在發(fā)電方面有著很大的優(yōu)勢(shì)。水力發(fā)電簡(jiǎn)言之就是借助水本身的重力產(chǎn)生的能量來(lái)發(fā)電。可是，借助水能發(fā)電易于遭受到各方面的限制，比如說(shuō)，會(huì)遭受水域分布的限制，在那些水資源緊缺的地方很難正常開展下去;會(huì)受到水量大小的限制，很依賴天氣與降水量，常常無(wú)法提供充足的電能;會(huì)受到季節(jié)性因素所影響，夏天汛期可以確保正常供電，可是入冬以后很難確保供電的穩(wěn)定性。

1.4地?zé)崮茉吹拈_發(fā)

中國(guó)北方冬季氣溫較低，供暖設(shè)備成為居民生活必備。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，供暖設(shè)施也在不斷改進(jìn)，不同于傳統(tǒng)的燃煤取暖，地?zé)豳Y源在現(xiàn)階段家庭供暖中受到了極高的重視。在中國(guó)，主要是云南及西藏地區(qū)，擁有豐富的地?zé)豳Y源。相關(guān)調(diào)查顯示，目前中國(guó)可以利用的地?zé)崽飻?shù)量達(dá)到300處左右，可利用的天然熱量達(dá)到110J/a。因此，現(xiàn)階段電力新能源開發(fā)的主要方向就是地?zé)豳Y源。而在地?zé)豳Y源的開發(fā)中，中國(guó)仍舊擁有極大的發(fā)展空間。另外，地?zé)豳Y源的開發(fā)不僅僅能夠進(jìn)一步推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)還能夠在一定程度上推動(dòng)中國(guó)農(nóng)業(yè)大發(fā)展。

2新能源接入對(duì)電網(wǎng)的影響

新能源的發(fā)電出力特點(diǎn)是具有極強(qiáng)的隨機(jī)性，新能源并網(wǎng)后，一旦出現(xiàn)出力變化，將引起電網(wǎng)發(fā)生頻繁波動(dòng)的潮流，影響電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度、電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性及安全性。（1）對(duì)電網(wǎng)潮流的影響。光伏電站、風(fēng)電等新能源，尤其是大容量的風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)后，風(fēng)電場(chǎng)向系統(tǒng)發(fā)出有功功率，吸收無(wú)功功率，改變了傳統(tǒng)的電源功率單向流動(dòng)的特點(diǎn)，因此在電網(wǎng)規(guī)劃中，有必要研究新能源電源接入電力系統(tǒng)后的潮流。（2）對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。如果地區(qū)電網(wǎng)足夠強(qiáng)壯，則系統(tǒng)發(fā)生故障后，風(fēng)電機(jī)組或光伏電站在故障清除后能夠恢復(fù)機(jī)端電壓并穩(wěn)定運(yùn)行，地區(qū)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性便能夠得到保證;如果地區(qū)電網(wǎng)較弱，則風(fēng)電機(jī)組或光伏電站在系統(tǒng)故障清除后，無(wú)法重新建立機(jī)端電壓，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行超速失去穩(wěn)定，就會(huì)引起地區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的破壞。（3）對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的影響。傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃基于電源的可靠性以及負(fù)荷的可預(yù)測(cè)性，以這兩點(diǎn)為基礎(chǔ)，發(fā)電計(jì)劃的制定和實(shí)施有了可靠的保證。但是系統(tǒng)內(nèi)含有風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站，其出力有極大的隨機(jī)性，如果把風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站看作負(fù)的負(fù)荷，很難準(zhǔn)確測(cè)定;如果把風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站看作電源，可靠性沒有保證。一般而言，地區(qū)負(fù)荷特性往往與風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率特性相反，稱之為風(fēng)電的反調(diào)峰特性，導(dǎo)致大規(guī)模風(fēng)電接入后往往會(huì)增加電網(wǎng)調(diào)度的難度，需要電網(wǎng)留有更多的備用電源和調(diào)峰容量，這將給電網(wǎng)帶來(lái)附加的經(jīng)濟(jì)投入，增加電網(wǎng)運(yùn)行的費(fèi)用。

3做好新能源協(xié)同發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃

3.1大力加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，進(jìn)一步突破新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸

目前我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)方面的主要瓶頸是存在技術(shù)、研發(fā)方面的不足，為了進(jìn)一步確保新能源產(chǎn)業(yè)投入方面的穩(wěn)步增長(zhǎng)。使得今后新能源產(chǎn)業(yè)能夠以穩(wěn)定的速度規(guī)模化發(fā)展，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的同時(shí)。我們要對(duì)引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上做出進(jìn)一步的創(chuàng)新和研發(fā)。鼓勵(lì)高校相關(guān)電力新能源方面的科研機(jī)構(gòu)和一些企業(yè)進(jìn)行合作，建立一定的技術(shù)創(chuàng)新體系，使得高校的科研結(jié)果能夠真正的轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力并且運(yùn)用到企業(yè)的生產(chǎn)之中推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2提高電網(wǎng)對(duì)新能源的消納能力

對(duì)于新能源協(xié)同發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃，其目的是建立能合理消納新能源的電網(wǎng)，從而發(fā)揮出新能源減排、節(jié)能、低碳的優(yōu)勢(shì)，需要做到合理消納。為了做到合理消納新能源，需要確保在消納新能源的過(guò)程中不會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)較大的成本壓力，要求控制由于消納新能源而需要加大的運(yùn)行與投資的費(fèi)用;同時(shí)，也要求系統(tǒng)具有足夠的靈活性，足以承受新能源并網(wǎng)帶來(lái)的劇烈波動(dòng)。電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不同，系統(tǒng)消納新能源的能力也不同，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的差異還會(huì)對(duì)不同種類的靈活電源的運(yùn)行方式造成影響。這一環(huán)節(jié)面臨的重要技術(shù)問(wèn)題包括分析系統(tǒng)的備用水平、分析系統(tǒng)的調(diào)頻能力、分析系統(tǒng)的調(diào)峰能力、分析新能源的消納能力、分析電網(wǎng)的傳輸能力以及規(guī)劃好具有較強(qiáng)消納能力的網(wǎng)架。

結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃而言有著極大的影響，這部分影響因素需要依照新能源的種類進(jìn)行判斷，不一樣的新能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃影響不同。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(wèn)題亟待解決，新能源電力接入的安全性與可行性無(wú)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(lái)發(fā)展過(guò)程中無(wú)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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