協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究

王璐

摘? 要：隨著當(dāng)前我們國(guó)家對(duì)于環(huán)境污染的大力遏制以及對(duì)環(huán)境保護(hù)的全面推行，以火電為代表的傳統(tǒng)重污染發(fā)電手段正在被逐步控制，清潔高效的能源手段才可以保證我們?cè)谙硎艹渥隳茉磶?lái)的紅利前提下還可以保護(hù)好我們的社會(huì)環(huán)境。新能源的出現(xiàn)給我們帶來(lái)了一個(gè)新的思路，一個(gè)可以保證不拖累經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下還可以保護(hù)環(huán)境的新思路。新能源的應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排目標(biāo)起著至關(guān)重要的作用，但是整體上新能源的應(yīng)用發(fā)展與電網(wǎng)規(guī)劃之間還存在一些不協(xié)調(diào)甚至矛盾的問(wèn)題，為促進(jìn)新能源發(fā)展與電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)，必須加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃中關(guān)鍵技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：新能源? 電網(wǎng)規(guī)劃? 協(xié)同發(fā)展? 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM715 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）06（a）-0050-02

1? 新能源接入對(duì)電網(wǎng)的影響

1.1 新能源并網(wǎng)對(duì)功率平衡的影響

電網(wǎng)運(yùn)行是否安全可靠很大程度上取決于電網(wǎng)功率是否平衡，在新能源未接入電網(wǎng)之前，通過(guò)發(fā)電機(jī)組的有功調(diào)節(jié)以及發(fā)電、輸電元件故障處理和負(fù)荷隨機(jī)波動(dòng)來(lái)保持功率的平衡。在新能源大量接入電網(wǎng)以后，因?yàn)榕c常規(guī)電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組有功調(diào)節(jié)等產(chǎn)生沖突，會(huì)使問(wèn)題變得非常復(fù)雜。比如，在風(fēng)能這一新能源并入電網(wǎng)之后，由于風(fēng)能發(fā)電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的波動(dòng)而和電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生矛盾，尤其在夜間低谷期具有反調(diào)峰的特點(diǎn)會(huì)使電壓變得十分不穩(wěn)定，從而影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生沖擊。

1.2 新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)潮流的影響

大規(guī)模分布式新能源并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)后，由于新能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性較大，所以會(huì)使得電網(wǎng)潮流產(chǎn)生一定影響，整個(gè)電網(wǎng)潮流注入功率多元化，電力系統(tǒng)的有功與無(wú)功分布規(guī)律變得十分不穩(wěn)定，影響對(duì)電網(wǎng)損耗的監(jiān)控。此外，因?yàn)樾履茉床⑷腚娋W(wǎng)的方式以及規(guī)模不同，所以對(duì)電網(wǎng)的損耗程度也不相同，為盡量減少電網(wǎng)運(yùn)行的電能損耗，目前需要解決的問(wèn)題有：首先，應(yīng)該建立風(fēng)電和光伏發(fā)電潮流注入概率模型;其次，應(yīng)通過(guò)潮流概率模型的建立進(jìn)行計(jì)算分析;再次，還要比較不同接入時(shí)間點(diǎn)、不同接入位置的網(wǎng)損和不同接入容量時(shí)的網(wǎng)損;最后，基于概率潮流的安全校核問(wèn)題也需要關(guān)注。

1.3 新能源并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響

新能源的大規(guī)模接入，會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)電壓波動(dòng)、畸變率、閃變等問(wèn)題。為保證接入大規(guī)模新能源的電網(wǎng)依然具有良好的電能質(zhì)量，必須做好對(duì)新能源的分析研究，制定完善的電能質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)新能源并網(wǎng)的電能質(zhì)量定量評(píng)估。需要解決的問(wèn)題有：首先，要認(rèn)真研究在大量新能源并入電網(wǎng)以后會(huì)對(duì)電力運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量產(chǎn)生何影響，是否會(huì)引起電能質(zhì)量的不穩(wěn)定;其次，應(yīng)做好對(duì)新能源并網(wǎng)之后電能質(zhì)量的檢測(cè)工作，分析影響電能質(zhì)量的因素;再次，還要指定相關(guān)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)以及再新能源并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)后對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)分析的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo);最后，則要采取可以有效提升電能質(zhì)量的措施。

1.4 新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全性的影響

新能源的大規(guī)模接入使大量發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)運(yùn)行，會(huì)給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)一定影響，為解決這一問(wèn)題，首先要對(duì)不同新能源發(fā)電特征、形式以及需要的設(shè)備類型等進(jìn)行分析，然后根據(jù)新能源并網(wǎng)的規(guī)模對(duì)電網(wǎng)的整體運(yùn)行進(jìn)行分析，做好仿真模擬和校正工作。目前還需要解決的問(wèn)題有：首先針對(duì)風(fēng)力發(fā)電，應(yīng)該做好對(duì)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力的檢測(cè)工作，做好對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)短路電路貢獻(xiàn)的分析研究。

2? 協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃總體思路

2.1 分析電能需求和新能源特性

電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)是分析市場(chǎng)需求，在此基礎(chǔ)上才能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)負(fù)荷和負(fù)荷的分布、結(jié)構(gòu)等，這些對(duì)于電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃、電網(wǎng)滾動(dòng)規(guī)劃以及電網(wǎng)安全校核具有十分重要的作用。此外，分析新能源的特性，風(fēng)能、太陽(yáng)輻射能和常規(guī)能源不同，它們會(huì)受到自然環(huán)境的影響，所以，在開(kāi)發(fā)利用前首先要探明新能源的分布和儲(chǔ)量，需要長(zhǎng)期數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)挖掘工作的配合否則無(wú)法準(zhǔn)確分析新能源分布規(guī)律。同時(shí)還要準(zhǔn)確分析各類新能源發(fā)電原理，比如風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵性因素、不同類型的發(fā)電方式、對(duì)環(huán)境的要求等。需要解決的問(wèn)題有：首先，做好對(duì)新能源并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的模擬;其次，關(guān)于風(fēng)機(jī)和光伏陣列的模擬、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)的模擬等;最后，還要結(jié)合新能源的特殊性，比如新能源容易受到自然環(huán)境因素的影響，做好空間、時(shí)間相關(guān)性分析。

2.2 分析電源結(jié)構(gòu)、布局和性能

在對(duì)新能源的特性以及新能源并網(wǎng)可能會(huì)帶來(lái)的影響進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，接著必須了解新能源并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的難度、可行性、新能源開(kāi)發(fā)的成本和最終取得的成效等。由于新能源類型各不相同、分布和儲(chǔ)存量也不同，新能源發(fā)電還有隨機(jī)性以及不確定的特點(diǎn)，所以必然會(huì)影響原本電力系統(tǒng)的功率平衡，為實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展的目標(biāo)，應(yīng)選擇主動(dòng)性電源和大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。

2.3 建立系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)體系，制訂電網(wǎng)規(guī)劃方案

綜合評(píng)價(jià)體系的作用是通過(guò)各類能反映電力系統(tǒng)情況的指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行性能進(jìn)行定量分析，可為電力規(guī)劃提供優(yōu)化方向。在電網(wǎng)規(guī)劃方案制訂時(shí)，隨著新能源的大規(guī)模接入，對(duì)原有的電源規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃提出了新的要求，不但要考慮新能源的發(fā)展問(wèn)題，還要考慮如何使新能源與常規(guī)能源、與電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展。

3? 做好新能源協(xié)同發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃

3.1 建立能源互聯(lián)網(wǎng)

信息技術(shù)的發(fā)展也給能源行業(yè)帶來(lái)了很大的便利，可通過(guò)積極利用互聯(lián)網(wǎng)信息分享、及時(shí)性、便捷性等優(yōu)勢(shì)實(shí)時(shí)獲取完整真實(shí)的數(shù)據(jù)資料，利用互聯(lián)網(wǎng)智能化和系統(tǒng)扁平化等特征，通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建使分布式電源運(yùn)行管理得到強(qiáng)化，借助通信技術(shù)將分布式電源合理納入能源互聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)地區(qū)供電負(fù)荷以及功率平衡等工作的精確預(yù)測(cè)。

3.2 優(yōu)化新能源接入的電網(wǎng)技術(shù)

在新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的過(guò)程中，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃要求更高，一方面要避免資源浪費(fèi)，另一方面需要充分考慮新能源處理的場(chǎng)景和新能源接入的電網(wǎng)通用模型。具體來(lái)說(shuō)，首先，必須選擇合適的新能源并入方式，盡量避免分布式電源安裝在系統(tǒng)末端，要求并網(wǎng)點(diǎn)盡量靠近系統(tǒng)來(lái)減小電氣距離;其次，設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置，優(yōu)先選擇在電源并網(wǎng)點(diǎn)安裝合適容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置;再次，在電網(wǎng)系統(tǒng)和并網(wǎng)較多的區(qū)域之間可使用雙回線路，避免單一線路出現(xiàn)故障后因孤島現(xiàn)象而對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行產(chǎn)生不利;最后，必須考慮風(fēng)能和太陽(yáng)能等一次能源的資源分布情況，為避免出現(xiàn)輸電阻塞的問(wèn)題，需要對(duì)新能源的外送通道容量進(jìn)行合理規(guī)劃。

3.3 提高電網(wǎng)對(duì)新能源的消納能力

為構(gòu)建可以合理消納新能源的電網(wǎng)，必須做好協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)工作，通過(guò)合理的規(guī)劃提高電網(wǎng)對(duì)于新能源的消納能力，能在保證整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行、電能質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮好新能源并網(wǎng)發(fā)電對(duì)節(jié)能環(huán)保的作用。為了能合理地消納新能源，必須控制好建設(shè)運(yùn)行的成本，同時(shí)保證電力系統(tǒng)的靈活，使其可以很好地承受因?yàn)樾履茉床⒕W(wǎng)給整個(gè)電網(wǎng)帶來(lái)的波動(dòng)。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電網(wǎng)規(guī)劃是否科學(xué)合理將影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，而電力系統(tǒng)運(yùn)行是否安全可靠將直接關(guān)系到日常生產(chǎn)生活，甚至對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的穩(wěn)定也會(huì)產(chǎn)生一定影響。在新能源快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的過(guò)程中，也要注意新能源和電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)性的問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃中存在的問(wèn)題并改正，將新能源技術(shù)積極應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，不斷優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃可提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。

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