新能源發展的電網規劃關鍵技術研究

丁銘真 郭彥楠 李文琦

摘要：隨著經濟和科技水平的快速發展，人們對于能源的需求逐漸增加。并且，傳統能源的局限性推動了新能源的快速發展。由于新能源的儲量遠大于傳統能源，污染更是幾近于無，最重要的是新能源的可再生性，使得它成為解決能源短缺問題的有力措施。然而，新能源的發展并不是順風順水的，在接入電網系統的過程中，出現了很多協調方面的問題，使得新能源無法大規模接入電網系統。同時，如何建立新能源和電網系統協同發展的電網規劃成為能源建設的關鍵問題[1]。

關鍵詞：新能源協同發展;電網規劃;太陽能發電;風能發電

引言

隨著風電場、光伏電站不斷并網，地區電網網架結構發展跟不上新能源機組容量的增長速度，多能源混合的特點以及斷面分層的特征給日前發電計劃制定帶來困難，為此提出一種考慮斷面安全約束和調度公平性的多層次多能源日前發電計劃方法。在保證斷面潮流接近穩定極限的情況下，合理公平進行各個電廠的有功功率分配，實現電網安全穩定運行條件下的風光資源充分利用[2]。

1方法概述

多能源混合的電廠日前發電計劃需要考慮輸電斷面的安全約束，根據可就地消納的負荷預測、輸電斷面的輸送能力等因素，計算斷面安全約束條件下的風電場和光伏電站的可接納空間，當該斷面下各個電廠的發電預測功率超過該接納空間時，輸電斷面越限，需對風電和光伏的發電計劃進行出力限制。在保證所有斷面功率不越限的情況下，使斷面得到最大化利用，實現各光伏、風電最大化消納。本文提出一種新方法，包括深度搜索越限斷面和多能源調度公平性的出力受限分配，基本思路是：（1）電廠初始分配的日前發電計劃功率均以其出力預測為準，采用深度優先搜索越限斷面的方法，從內層到外層的優先級順序逐步降低進行搜索，計算該斷面下電廠發電的最大空間和出力受限值;（2）基于熵值法計算同一越限斷面下各電廠的出力受限分配權重得分，對各電廠重新進行有功功率的計算。該方法主要特點在于：（1）不存在剩余調節功率重新分配的情況，每個斷面僅進行一次有功功率控制;（2）充分利用了新能源送出斷面，同時保證了各個風電場和光伏電站出力受限的公平分配。

2在電網調度方面的影響

以負荷的可預測性以及電源的可靠性作為基本依據，這兩點保證了傳統發電計劃的制定和實施的可靠性。但是新能源發電出力具有很大的隨機性，很難滿足這兩點，這便對電網的調度產生了一定的影響。其一，因為很難準確測定，所以無法被當作負的負荷;其二，如果將新能源發電看做電源，那么電網系統的可靠性又無法得到保障。以風力發電為例，風力發電具有反調峰的特性。那么，什么是風力發電的反調峰特性呢？就是指風電場中風力發電的功率經常與地區的負荷特性相反。正是由于風力發電的這個特點，大規模的風力發電接入電網系統往往會導致電網調度的難度增加。為了解決這一問題，電網便不得不增加調峰容量并預留更多的備用電源。然而，這一方案雖然有效的解決了問題，但是它也同時增加了電網系統的附加費用。那么，電網系統的運行費用也就會隨之增加了。

3新能源發展的電網規劃關鍵技術措施

3.1開展高可靠性引領全要素最優電網規劃

融合多方資源統籌電力布局。“網上電網”銜接政府控規，集成土地利用、生態環境保護等22套國土空間資源信息，可自動計算交叉跨越數量，精確定位電網與生態紅線等沖突，輔助電網規劃合理避讓，智能推薦最優方案。輔以高清衛星圖片，直觀掌握現場情況，實現遠程線上選址選線。在網上開展網格劃分、需求預測、布點規劃、網架設計、仿真計算及多方案比選，實現電網問題智能判、電力負荷切實測、目標網架直觀繪、規劃方案在線比、規劃項目自動出、指標成效仿真算。開展多元融合高彈性電網建設規劃。按照高彈性電網建設要求，強化統籌電網安全、效率與效益協同提升，推進電力平衡向電量平衡轉變。充分考慮多元負荷、新能源與電網互動融合發展要求，應用區域拓撲識別，智能判斷自定義區域內高、低壓用戶明細，自動計算分行業、分電價用電量，支撐區域電量統計，加強規劃設計的廣度和深度。建立效能提升紅利全環節共享機制，從規劃源頭提高電網靈活高效調節能力。

3.2積極推進城市配電網自動化發展

為能提升智能電網管理水平需在智能電網自動化建設中因地制宜的規劃城市電網管理，增強城市電網規劃的安全性、合理性、可靠性。在城市智能電網建設過程中還需考慮智能電網的社會適應性，按照經濟可靠的原則來選擇智能電網運行管理設備 ;積極推進數字化智能電網建設。和一般意義上的電網運行相比，智能電網能實現多個設備間的溝通交流，并通過專業的通信端口來轉化和管理應用各類信息，進而實現對電網信息的統一化、規范化管理 ;第四，打造節能環保的綠色網絡。在城市智能電網建設過程中要綜合考慮工程噪聲、電磁場、通信信號對電網信號的干擾，嚴格按照國家規范的標準進行建設。

3.3分布式資源低可觀性與低可控性

集中式電源由大電網統一調控，其可觀性和可控性較高，而 DER 一般等效為負的負荷，其可觀性和可控性較低。在正常運行下，大電網缺乏對 DER統一的優化調度，影響了整體的運行經濟性。在擾動事故后，以微電網等形態接入的 DER不能有效地提供功率支撐和參與大電網安全穩定控制;相反，其往往以保護自身為目的，切換為離網模式運行，在功率反送場景下會加劇事故的嚴重程度。

結語

不同于常規能源所帶來的不可再生，環境污染等方面的問題，非常規能源也就是新能源所具有的儲量大，可再生，污染小等優點而被廣泛看好。新能源的發展為緩解我國的能源短缺以及環境保護都將發揮不可忽視的作用。電力企業要加強協同新能源發展的電網規劃制定以及完善，不斷進行優化改進，在整體上深度整合，構建完善相應的綜合評價體系，保證電網系統的平穩運行，滿足人們的生產生活需求，為我國的新能源發展保駕護航[3]。

參考文獻

[1]王璐.協同新能源發展的電網規劃關鍵技術研究[J].科技資訊，2020，18（16）：50，52.

[2]劉明，張翼翔，劉培.新能源發展的電網規劃關鍵技術研究[J].魅力中國，2020，（29）：337.

[3]閔富強.協同新能源發展的電網規劃關鍵技術研究[J].數碼設計（上），2020，9（7）：89.