考慮新能源消納的配電網(wǎng)規(guī)劃方法初探

金瀟 楊星磊

摘 要：為了有效解決新能源消納問題，降低新能源接入對電網(wǎng)的影響。本文研究了新能源接入對電網(wǎng)的影響，在規(guī)劃階段考慮新能源的消納問題，提出了考慮新能源消納的配電網(wǎng)規(guī)劃方法。為更好消納新能源提供了一個新的方向。

1引言：

隨著化石能源的短缺及人們環(huán)保意識的不斷加強，對于新能源的開發(fā)利用也在不斷增長，但由于新能源出力的不確定性以及目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、輸送能力等因素的影響，導(dǎo)致新能源的消納問題日益嚴(yán)重。大量的棄風(fēng)、棄光造成了資源的極大浪費，據(jù)統(tǒng)計2015年中國的棄風(fēng)電量達到339 億千瓦時，棄光電量達到46.5 億千瓦時[1]。 因此解決新能源消納問題是十分重要且意義重大的。

本文提出在規(guī)劃階段考慮新能源消納問題，首先分析了新能源接入對電網(wǎng)造成的影響，并將這些影響考慮到規(guī)劃中，得到了一種考慮新能源消納的配電網(wǎng)規(guī)劃方法。為更好的解決新能源消納提供一種思路。

2新能源接入對電網(wǎng)的影響分析

2.1 新能源接入對電網(wǎng)潮流影響

新能源接入電網(wǎng)的方式分為集中式、分布式。不同的接入方式會影響電網(wǎng)潮流的分布和流向[2]。同時由于風(fēng)能、太陽能等新能源受環(huán)境因素影響較大，其出力具有不確定性和波動性，會對電網(wǎng)無功、有功、電壓、電網(wǎng)損耗等多方面造成影響，從而影響整個電網(wǎng)的潮流分布。因此，在規(guī)劃階段就應(yīng)該事先計算考慮最不利條件下新能源接入的電網(wǎng)潮流分布。找到目前電網(wǎng)的薄弱點，提出相應(yīng)的規(guī)劃方案。

2.2 新能源接入對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

新能源接入電網(wǎng)會對電能質(zhì)量造成的影響包括：電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波、頻率偏差、三相不平衡等多個方面[3]。以風(fēng)力發(fā)電為例，分析新能源接入對電能質(zhì)量的影響。

（1）對電壓偏差影響：風(fēng)力發(fā)電機組由于其機組的無功電壓特性會對接入點的電壓造成較大影響。

（2）對電壓波動與閃變影響：不同的風(fēng)況對風(fēng)電機組引起的電壓波動和閃變具有直接影響。隨著風(fēng)速的增大，風(fēng)電機組產(chǎn)生的電壓波動和閃變也不斷增大。

（3）對諧波影響：對于風(fēng)電機組來說，發(fā)電機本身產(chǎn)生的諧波雖然可以忽略，但由于其風(fēng)電機組中有大量的電力電子元件，會產(chǎn)生大量諧波。

（4）對頻率偏差影響：風(fēng)電出力的不確定性與不可控性導(dǎo)致風(fēng)電機組的輸出功率與系統(tǒng)負荷需求的總有功功率并不是相等的，系統(tǒng)頻率會因為這種不平衡而產(chǎn)生變化引起頻率偏差。

因此，在規(guī)劃階段需要考慮新能源接入對于電能質(zhì)量的影響，提出適當(dāng)增加無功補償、諧波處理等設(shè)備的規(guī)劃方案，在規(guī)劃階段解決電能質(zhì)量問題。

2.3新能源接入對電網(wǎng)安全性的影響

電網(wǎng)的安全性是最需要考慮的因素之一。大規(guī)模的新能源接入會增加電網(wǎng)的復(fù)雜性，對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定造成影響[4]。例如風(fēng)電場的低電壓穿越問題、光伏發(fā)電的孤島問題都是應(yīng)該考慮的。在規(guī)劃階段需要仿真計算新能源接入后電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。如果不能滿足，則需要通過規(guī)劃方案進行解決，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行。

3考慮新能源消納的配電網(wǎng)規(guī)劃方法

通過分析了解了新能源接入會對電網(wǎng)的潮流、電能質(zhì)量及安全性三個方面造成影響，在進行電網(wǎng)規(guī)劃時需要同時考慮以上三個方面。本文提出的考慮新能源消納的配電網(wǎng)規(guī)劃方法具體方法如下：

（1）收集配電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)資料，包括規(guī)劃地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、新能源可開發(fā)利用容量及分布、現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、線路導(dǎo)線截面、變壓器負載率等信息。

（2）結(jié)合天氣情況及當(dāng)?shù)刭Y源情況，通過典型出力情況，分析新能源出力情況，并對其大致出力情況進行預(yù)測。

（3）根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)進行合理的負荷預(yù)測，以及新能源接入容量預(yù)測。了解未來新能源是否可以就地消納，還是需要輸送出去進行消納。

（4）結(jié)合新能源出力情況，分析新能源接入不同位置、接入不同容量對電網(wǎng)潮流的影響。結(jié)合目前網(wǎng)架結(jié)構(gòu)找出最佳的幾個接入點。如果通過潮流分析發(fā)現(xiàn)，目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)無法容納這些能源接入，則規(guī)劃相應(yīng)的項目解決新能源接入后電網(wǎng)的潮流薄弱點問題。

（5）分析新能源接入后對電網(wǎng)質(zhì)量的影響，分別對電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波、頻率偏差、三相不平衡等多個方面進行分析，給出解決新能源接入造成的電能質(zhì)量的規(guī)劃方案。

（6）對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定性進行評估，如果不滿足，則需要進行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)整或者采取相應(yīng)的措施進行解決。

（7）對考慮上述幾種情況后的規(guī)劃方案進行全壽命周期比選，最終選擇出合適的規(guī)劃方案。

4結(jié)論

新能源消納問題是目前限制新能源發(fā)展的主要問題之一，本文在規(guī)劃階段將新能源問題消納問題考慮進來，提出了考慮新能源消納的配電網(wǎng)規(guī)劃方法。為更好的解決新能源消納提供一種思路。

參考文獻：

[1] 裴哲義， 王彩霞， 和青，等. 對中國新能源消納問題的分析與建議[J]. 中國電力， 2016， 49（11）：1-7.

[2] 寧光濤， 謝海鵬， 別朝紅，等. 海南電網(wǎng)分布式光伏消納能力評估[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù)， 2015， 9（5）：59-65.

[3]彭波， 陳旭， 徐乾耀，等. 面向新能源消納的電網(wǎng)規(guī)劃方法初探[J]. 電網(wǎng)技術(shù)， 2013， 37（12）：3386-3391.

[4] 彭波， 陳旭， 董曉明，等. 協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù)， 2014， 8（3）：1-7.

作者簡介：

姓名：金瀟 出生年月：1992.11 性別：男 民族：漢族 籍貫：湖北枝江

學(xué)歷：研究生學(xué)歷 研究方向：配電網(wǎng)規(guī)劃及設(shè)計