協同新能源發展的電網規劃關鍵技術探討

馮志青

摘要：隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識到可持續發展的重要。我國的新能源發展很快，尤其是光伏和風電。在電網規劃中要考慮到新能源的協同發展，促進新能源有序建設、合理規劃，避免新能源大規模接入對電網的沖擊性影響，提供電力企業的投入產出效益，更好的促進新能源可持續發展。本文就協同新能源發展的電網規劃關鍵技術展開探討。

關鍵詞：新能源;電網規劃;關鍵技術

引言

在國際上新能源得到了快速發展，并且取得了顯著的效益，但是在發展新能源的同時促使電網規劃存在一些方面的問題，包括新能源應用與電網規劃之間很難融合等，因此一定要加強這一問題的分析，對新能源發展的電網規劃關鍵技術進行更深層次的研究，進而保證規模比較大的新能源并網運行的穩定性、安全性以及可靠性。

1新能源概述

新能源也被稱為非常規能源，相較于傳統的能源，新能源具有儲量大以及污染小的優勢，是傳統能源之外的各類能源形式，常規能源是指天然氣、水能、煤炭和石油等，新能源主要包括太陽能、風能、低熱能、生物質能、海洋能等。根據統計，在2013年我國風電累積裝機容量達到9.14萬兆瓦，占全國總裝機容量的6%;我國生物質資源豐富，每年總量大約為10億噸標準煤，其中可以利用量達到4.6億噸。

2新能源技術引入電網后對電網帶來的影響

2.1對電能質量的影響

電壓是衡量電能質量的一個關鍵參數，只有當電壓穩定的合適的范圍內時，電網的正常運行才有保障。由于風的波動性和不穩性造成風電機組輸出功率波動。輸出功率的波動會引起電壓波動、電壓偏差以及閃變等電能質量的問題。對于大型電網來說，可以忽略小容量風力發電引入的頻率的變化。但是當大容量風力發電被引入電網時，風力發電造成的頻率不穩定性就不能夠被忽略。隨著電網規模的增大，頻率不穩定性造成的影響也隨著放大。

2.2對電網潮流的影響

光伏電站、風電等新能源，尤其是大容量的風電場接入電力系統后，風電場向系統發出有功功率，吸收無功功率，改變了傳統的電源功率單向流動的特點，因此在電網規劃中，有必要研究新能源電源接入電力系統后的潮流。

2.3對電網安全控制的影響

連接電網和風力發電系統的線路會產生雙向電流，會對電網的安全控制產生影響。在有風期間，電網與風力發電機組一直連接，當風速一直變化時，風力發電機組頻繁切換導致接觸器損傷。如果只讓風力發電機組短暫運行，這就會使風力發電機組和電網的連接線產生雙向電路，這對電網的繼電器提出了更高的要求。由于異步發電機沒有獨立的勵磁裝置，在發生電路短路故障時，在電路中僅能產生微小電流。風力發電技術的難點之一就是在發生電路故障時測量出微小電流以確定電路故障發生點，使得保護裝置及時做出響應，這對保護裝置的靈敏度提出了更高的要求。

3新能源發展電網規劃關鍵技術

3.1風力發電技術

風力發電實現發電的主要方式是電力電子的變頻形式，在全面并且詳細分析發電功率參數的基礎上，了解輸電的輸出情況，同時結合實際情況進行合理的控制和調整，在風力發電技術應用中，必須采取合理的并網技術，必須通過對風力發電和常規電廠之間的特點合理的控制風力發電機組，通過對頻率進行調節的手段實現和并網頻率的相互融合，進而實現發電。在發電過程中必須對電子器件的工作情況進行實時監控，確保電網的正常運行和整體穩定。

3.2太陽能光伏發電技術

想要對太陽能光伏技術進行應用，也需要一定的技術支持。從目前的技術來看，在電力系統當中應用太陽能光伏發電技術主要有以下三種結構形式：獨立戶用型、并網型以及并網/獨立型。所謂的獨立戶用型就是光伏整體系統利用電壓的方式來進行實現;而并網型則是系統需要依靠電壓源電流實現整體控制;并網/獨立型，則是利用電壓源控制的動作切換來實現PV以及UPS的融合。在實際的應用過程當中，對這種技術進行應用的難度在于如何有效控制電能的質量。目前，相關的技術人員應該對載波頻率進行不斷的提升，從而不斷的優化濾波裝置的設計，實現嚴格控制諧波電流參數的目的。從相關的研究當中我們也能夠看到，在系統運行當中，應通過對安裝保護的方式來防止光伏的發電介入改變系統方向的工程中，裝的運行狀態受到影響以及動作失效等相關問題的產生，從而使得系統的穩定性得到有效的保證。

3.3大規模新能源接入電網優化規劃

風能和太陽能的利用都存在著一定的不確定性，在電網規劃過程中必須要對新能源發電性能的約束進行避免，同時還要采取有效的措施控制發電網絡冗余形成的資源浪費的情況。整個電網規劃中必須綜合多方面的因素進行充分的考慮，重點關注不穩定的因素，確保電網安全穩定運行。在應用新能源的過程中還需要進行電網模型的建立，對電網運行和網損等信息狀態進行全面的了解，新能源接入電網規劃模型、多場景分析模型以及網損動態計算等必須對電網進行優化規劃。

4協同新能源發展的電網規劃總體思路

4.1建立能源互聯網

當前信息技術的不斷發展，傳統信息渠道與互聯網理念的不斷融合，為相關產業帶來了新的挑戰與發展機遇。能源互聯網的主要特征是數據透明、供需分散、能量互補、設備智能以及系統扁平，通過加強對DG（分布式電源）的運行管理，特別是目前存在的光伏、風電等分布式電源，運用能源互聯網，采用各種通信方式將DG納入SCADA系統，有利于地區負荷的準確預測和負荷的平衡。

4.2建立系統綜合評價體系

系統綜合評價體系的建立可以從各個方面反映新能源技術并入的電網之后出現的問題，包含各種顯性和隱性問題。系統綜合評價體系的作用體現在電網運行的定量化分析、為電力系統優化提供方向、對規劃效果做出評價等方面。建立系統綜合評價體系有助于電力系統與新能源技術協調發展、統籌發展，它是電力系統正常、可靠運行的必要條件。

4.3合理選擇新能源接入方式

為了有效地降低新能源在電力網絡中的接入風險，切實保障電力網絡的正常運行，應該以新能源的應用影響為基礎，合理選擇新能源的接入方式，以下對其進行介紹：（1）單點接入方式。選擇這種接入方式時，應該充分認識到分布式電源分布位置與節點電壓的關系，切實掌握節點電壓的極限值，一般來說，分布式電源在系統末端接入時對整個電力網絡的影響最為嚴重。因此，在選擇單點接入方式時，應盡量遠離電力系統末端，縮短電氣傳輸距離，加強系統控制。（2）多點接入方式。這種電力接入方式在新能源接入電力網絡時的應用，主要受到分布式電源接入位置的影響，一般來說，應用這種接入方式的電源接入位置處于電力系統末端，為了降低對電力系統節點電壓的影響，可以合理設置多個接入位置，分析系統穩定性，從而保障新能源的正常應用，保證接入方式的合理性和能源接入效果。可以利用物聯網的信息集成功能對電力系統的運行狀態進行動態監控，實現故障提前預警，切實保障電力系統的運行穩定性。

結語

綜上所述，隨著新能源的不斷發展和開發利用，我國能源短缺和環境問題等問題得到了一定程度上的緩解，但是因為新能源的并網，會產生很多的不確定性和問題，因此必須充分的利用現代科學技術，對電網規劃和運行進行全面的掌握，加強關鍵技術的應用，就能促使新能源的發展給電網規劃帶來重要的基礎保障，推動電力行業的可持續發展。

參考文獻

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