新能源對電網調度管理的影響

燕敏飛 胡朝陽

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，電力供應需求日益增加，給電網調度帶來了較大壓力，給能源勘探和部署帶來了嚴峻挑戰。面對當前能源消耗過大的形勢，新能源開發迫在眉睫。但是，新能源的開發也對電網調度帶來了較大影響。由此，本文闡述以往電網調度管理特點，然后分析新能源發展現狀，最后探討新能源對電網調度管理的影響。

關鍵詞：新能源;電網調度管理;影響

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）31-0148-03

The Analysis of New Energy Effection Power

Network Dispatching Management

YAN Minfei HU Zhaoyang

（Power China Henan Electric Power Survey & Design Institute Corporation Limited，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of China's economy， the demand for power supply is increasing day by day， which brings great pressure on power grid dispatching and severe challenges to energy exploration and deployment. Facing the current situation of excessive energy consumption， the development of new energy is imminent. However， the development of new energy also has a great impact on power grid dispatching. Therefore， this paper described the characteristics of power grid dispatching management in the past， then analyzed the current situation of new energy development， and finally discussed the impact of new energy on power grid dispatching management.

Keywords： new energy;power network dispatching management;effect

電力供給一直是關系生產和生活中諸多領域的基礎性產業，是我國經濟繁榮、穩定發展的基石，其發展好壞直接影響國家經濟整體發展的好壞。當前，我國處在經濟高速發展上升期，對電力需求越來越大。引入新能源之后對電網調度的影響非常明顯。對新能源對電網調度所造成的影響進行分析，找到合理解決問題的策略對改善電力調度效能具有重要的現實意義。

1 以往電網調度管理特點

自《電網調度管理條例》頒布以來，電網調度管理重點就始終圍繞計劃管理展開，包括發電、供電和檢修的計劃管理。同時，要在此基礎上對電網調度中計劃管理涉及的相關合作方做好利益方面的保障工作。電網調度就是對實際生產生活中涉及的電網運作模式、相關電網設備的新舊替換、電網設備的日常維護和檢修、電網運行中的各項指標進行調度管理。

以往的電網調度大多采用計劃管理的形式，運用繼電保護、裝置安置和調度自動化等手段來實現。電網調度就是要運用各種技術手段和管理方式來提前預判和計劃，盡量排除各項影響電網運行穩定性的不確定因素。尤其是對于諸如火電廠、核電站、水電廠等發電總體容量相對較大的工廠在具體發電運作中產生的關于負載電荷不可控的部分，要進行針對性處理。例如，采用裕度的方法來進行控制管理，或者通過提高關于預測負載電荷的大小和影響范圍來進行控制管理，還可以在一些特殊情況下采用限制供電的管控手段來實現電網系統運行中不可控因素的控制管理。

因此，傳統的電網調節水準一直是與負載電荷的預測和調節能力呈正相關的。對負載電荷預測的精準度和調節能力直接影響電網調度計劃的難易程度。

2 新能源發展現狀及未來方向

2.1 太陽能

太陽能是大自然賦予人類的一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，與人類和地球萬物的發展一直息息相關。其能量巨大而且源源不絕，對人類來說，其開發價值巨大[1-4]。

我國對太陽能開發較為重視，先后采取了一系列有力措施來支持太陽的開發。2006年開始出臺了諸多政策和法規，以鼓勵和支持太陽能發電的相關科學研究和技術突破，規范太陽能發電領域的行業準則。2015年，我國政府在光伏產業領域做了進一步的詳細規劃，對未來光伏產業發展方向和發展深度做出了明確指示，提出光伏發電的裝機總量要在三年內達到超過三千五百萬千瓦的戰略規劃目標。其后，我國光伏產業一路發展迅猛，僅安徽省內已建和在建的光伏電站，就超過了16座，總裝機量也超過了30萬kW。其中，安徽省光伏產業代表性工程“金太陽示范工程”總裝機量就超越了15萬kW。太陽能發電量在全省的發電比重也在逐年升高。其他省份也逐漸在政策指引下大力發展太陽能產業，不斷升級太陽能發電理論和技術，研究生產新的太陽能發電設備。鑒于太陽能巨大的應用價值，我國未來對太陽能發電領域的政策支持和資源投入將進一步加大。

2.2 風能

相對于傳統能源來說，風能的儲量也非常可觀。我國地域遼闊，生態多樣，風能資源豐富。面對煤炭等傳統資源儲量不斷消耗縮減、經濟發展對能源需求進一步擴大的嚴峻形勢，積極探尋和補充新能源刻不容緩。僅僅依靠太陽能顯然是不夠的，風能的開發和應用正合時宜。對于地理位置偏遠的地區來說，用傳統供電鋪設工程提供電能難度較大，成本較高，而運用風力發電則具有較大優勢。

當前，我國對風力發電領域的投入呈現出逐年增加的趨勢。僅2013年，我國國家電網公司在并網風力發電方面的裝機總量就已經達到了6 426萬kW，同比增長21.5%。2006年至2018年，國家電網公司在風力發電方面的總體調度年裝機量總量增長率基本保持在平均76%的水平，年發電總量的年均增長率更是達到了85%。從全世界來看，我國在國家電網接入風力發電方面，無論是裝機規模還是風力發電量，都達到了增速第一。

由此可見，我國對風力發電領域的重視程度和扶持力度之大。風力發電作為一項新能源，不但開發方便，而且分布廣泛，是續太陽能之后的又一個重要的發電能源渠道，對傳統發電能源進行了有效補充。未來我國在風力發電領域的支持力度勢必會更加深入。

3 新能源對電網調度管理的影響

3.1 太陽能影響

根據負荷中心的特點，可將光伏電源分為遠離負荷中心的光伏和處于負荷中心的光伏兩種。其中，遠離負荷中心的光伏具備大電容量的特點，對其大多是采用集中輸電的方式來通過電網，因此具備一定程度上的隨機性和不可控性。但是，因為遠離負荷中心的光伏本身電容量相對于其他主流能源來說偏小，因此其隨機性和不可控性所造成的影響并不是很明顯，基本上可以忽略不計。

但是，負荷中心的光伏并非如此。雖然負荷中心的初始光伏容量相對來說非常小，但隨著負荷中心光伏使用規模不斷擴大，其光伏容量也會不斷提升，對原本的負荷中心的影響也變得越來越大，這樣就進一步給負荷中心帶來了巨大的不可預測性。這種不可預測性會帶來計劃管理上的不可控，從而直接影響接下來的環節。另外，在具體應用過程中，負荷中心的光伏與中級和低級配電網絡的接觸貫通，直接導致配電網出現變化，而且會導致配電網發生根本性的變化。負荷中心光伏會使配電網從原本的發散式輻射形態變為平均分布于各個節點的均攤形態，從而導致配電系統在實際控制和管理過程中進一步復雜化。

3.2 風能影響

風電場是以一種波動型電源的形態存在，具有其極強的不穩定性，因此風能也屬于間歇型能源。受這些條件限制，風能并不能保證電能長期穩定輸出，其產生的電量會隨著外部各種復雜因素的變化而變化。風力發電的變化直接導致風力發電的電網調度管理難度較大。在風力實際發電過程中，由于風力發電機組的集能效應，電量在很短時間內產生集中現象，這使得如何安全高效地將短時間內生成的大量電量進行輸送成為難題，也直接給輸電系統的負荷能力帶來挑戰。此外，又由于風能是間歇性能源，在風能產生間歇期，輸電系統的空負荷現象直接導致資源的空置浪費。間歇輸電之間的銜接由于電量變化較大，落差過于巨大，也使輸電設備的損耗加劇，縮短了輸電系統相關設備的使用壽命。

3.3 新能源分布式電源對規劃和運行的影響

傳統的資源配電體系具有穩定性，因此，對其后整個系統運營關鍵節點的控制是可以提前預期和調整的。但是，新能源則不同，在對配電網進行規劃時，受新能源自身影響較大。就系統保護方面來說，分布式電源的使用會直接使配電網產生雙向延展。而如果配電網在實際運行中出現不正常的狀態或是設備故障，就要考慮整個配電線路的可靠穩定性。因此，一旦分布式電源出現相異形態，就會對整個配電網絡保護判斷產生影響。在對配電網進行規劃設計時，要全面考慮各項因素，提出解決對策，例如，提前預測空間負荷，對配電網絡的適配性與關鍵節點進行測試，實現分布式電源的升級迭代等。對于配電網的控制系統，分布式電源的運用在很大程度上加大了對電壓及頻率控制的難度，尤其是配電網實際運行期間，配電網中負載電荷的不規則波動對輸電系統的穩定性造成巨大沖擊和影響。

4 解決策略

4.1 管理層面

從管理層面來講，主要是解決配電調度中對各環節的運用和管控。尤其是要充分考慮配電調度中各方面的顯性和隱性影響因素，在傳統管理模式基礎上進行不斷迭代和補充，以滿足新能源的使用需求。傳統電網管理主要是為了適應負載電荷的各種不穩定變化而調整和改變發電功率，主要側重點是對配電系統源端的控制管理，對負荷端主要以限制為主。負荷端的作用也僅僅是配電。而新能源的引入則直接改變了傳統配電調度管理的局面，負荷端的作用不再只是配電。在打造出能源互聯互通網絡后，負荷端也有機會變成電源端。由此進行引申，在對電網調度進行管理時，對中低壓能源互聯互通網絡的靈活運用也變得越來越重要。互聯網管理使電網調度進入信息化時代，高超的信息化管理技術的應用使電網調度在信息數據整理和運算方面大大提高了精度和效能，給電網調度帶來了質的改變。智能配電是未來電網調度發展的大趨勢，也是未來電網調度管理的核心發展方向。與此同時，還要使配電調度運行的相關職能機構加入市場，成為市場運行者。只有這樣，才能確保配電網的可靠穩定運行，確保行業最新技術和服務的引進，確保行業數據透明、安全和準確。

4.2 技術層面

通過技術手段解決實際應用場景中出現的問題能從根本性上解決問題。從集中式能源方面考量，其帶來的功效可以基本等效為傳統模式的電網調度電源的功效。但是又由于集中式能源和傳統電源在發電預測方面的差異，因此，要采用不同的手段來解決相應的問題。相對于常規電源，集中式電源的發電預測率更低。在實際中用技術手段來解決集中式能源問題時，要遵循科學客觀的原則，根據實際應用場景采用恰當的方式進行解決。例如，可以不斷提升發電率的預測水準，采用數值氣象信息對發電率展開預測，以有效提升發電預測率，及時找到電網調度管理中存在的問題。又比如，運用儲能技術來抵御風力發電對電網調度管理的影響。在具體應用儲能技術時，要充分考慮實際應用場景，選擇用電池進行儲能的方式，或者運用抽水蓄能的方式來進行儲能。再比如，為了抵御風能對電網調度管理帶來的影響，建立互聯電網平臺，加入電網裕度控制技術，充分收集整理數據，對各項系統運行中涉及的數據指標進行歸納、分析和整理，對資源做深度整合，進而實現資源配置優化。這可以有效解決風力發電中能源間歇輸送帶來的波動問題。而從分布式能源角度來看，一定容量基礎上的分布式發電在接入配電網絡后確實會對整個電網饋線上的電壓分配造成較大影響。其實際造成的影響程度主要取決于分布式發電電源的總體容量規模和接入位置。為了解決該問題，在配電網絡中，要對負載電荷轉移方式進行檢查和維修，對電網調度的所有環節進行監測和及時跟蹤，對負載電荷的轉移進行預測，運行中要進行控制，從而實現配電網的高效穩定運轉。

5 結語

電網調度管理工作會由于能源來源的不同而受到影響。在新能源被廣泛應用的當下，分析新能源的特性，總結新能源發電給電網調度帶來的影響，并從管理層面和技術層面提出針對性的解決策略具有重要意義，不但可以有效提升資源使用率，還能進一步確保電網在使用過程中的安全性和穩定性。

參考文獻：

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