新能源發(fā)展對電網(wǎng)規(guī)劃的影響

孫雪云

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)落后的電網(wǎng)規(guī)劃模式已無法滿足企業(yè)及社會群眾的用電需求，且效益較低更是阻礙了目前電網(wǎng)規(guī)劃工作的發(fā)展，因而順應(yīng)時代潮流健全電網(wǎng)規(guī)劃就顯得非常重要。文章介紹了新能源發(fā)電的特性，分析了新能源對電網(wǎng)規(guī)劃的影響，探討了基于新能源并網(wǎng)的調(diào)度管理。

關(guān)鍵詞：新能源；電網(wǎng)規(guī)劃；光伏發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電

引言

新能源在我國得到了迅猛的發(fā)展，并且取得了良好的效益。但是新能源的發(fā)展同時也給電網(wǎng)規(guī)劃帶來了一系列的問題，如新能源的應(yīng)用與電網(wǎng)規(guī)劃兩者之間難以融合等問題，必須加強對該問題的分析，對新能源發(fā)展中的電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究，確保大規(guī)模新能源的并網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1新能源發(fā)電的特性

1.1大規(guī)模集中發(fā)電

核能、水能的開發(fā)利用均采用大規(guī)模集中發(fā)電的方式。核燃料發(fā)電效率高，儲量豐富，在完善合理的處理方式下對環(huán)境污染較小；核電廠機組啟動、制動操作復(fù)雜成本高時間長，一旦投入運行，常常在其額定狀態(tài)下運行。水電廠發(fā)電成本低、污染小、機組啟動、制動迅速，發(fā)電量比較靈活，在豐水期之外常常擔(dān)任電網(wǎng)調(diào)峰的作用。

1.2分布式發(fā)電

相對于傳統(tǒng)集中式發(fā)電而言，分布式發(fā)電是指在需求側(cè)所在場地或附近建設(shè)安裝，運行方式以自發(fā)自用為主，多余電量上網(wǎng)，且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平更調(diào)節(jié)為特征的發(fā)電設(shè)施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯(lián)供設(shè)施。遵循清潔高效、分散布局、就近利用的原則，從而實現(xiàn)能源利用效能的最大化。如今的分布式電源是一種可以利用多種發(fā)電資源的發(fā)電形式，比如風(fēng)能、太陽能、天然氣、地?zé)帷⒀鯕?、沼氣等環(huán)境友好的能源。

隨著微網(wǎng)、智能小區(qū)等概念和設(shè)計的提出，大量的新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于分布式發(fā)電，這兩種技術(shù)互補，展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。同時，其發(fā)電特性也更加復(fù)雜：一方面，常應(yīng)用于此的風(fēng)能、太陽能自身具有間歇性和波動性，使得該節(jié)點具有電源和負(fù)荷的雙重特性；另一方面，分布式電源使電網(wǎng)運行方式更加多變復(fù)雜，增加了電網(wǎng)規(guī)劃及繼電保護(hù)的復(fù)雜性。值得一提的是，新能源發(fā)電并網(wǎng)需要大量的電力電子設(shè)備，這些電力電子設(shè)備不僅會影響新能源自身的發(fā)電特性，同時也會對電網(wǎng)產(chǎn)生影響。

2新能源對電網(wǎng)規(guī)劃的影響

隨著新能源應(yīng)用的逐漸廣泛以及對新能源開采和利用技術(shù)的不斷發(fā)展，使得新能源對電網(wǎng)的規(guī)劃產(chǎn)生了巨大的影響。其主要表現(xiàn)在供電質(zhì)量、電網(wǎng)安全和輸電方式等方面。

2.1供電的質(zhì)量

在供電質(zhì)量上，水力發(fā)電可以達(dá)到供電質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，但是由于水力發(fā)電受到季節(jié)的影響很大，不能保持長時間的發(fā)電，所有要求進(jìn)一步發(fā)展，努力的解決這些問題。風(fēng)力發(fā)電對于氣候的依懶性很大。只有在特定的環(huán)境下才能達(dá)到供電的質(zhì)量，但是其可以保證大范圍的供電。太陽能發(fā)電是應(yīng)用最廣泛，也是技術(shù)最成熟的一種發(fā)電方式。由于我國的光照時間較長，因此太陽能發(fā)電的使用范圍較廣，甚至可以在全國范圍內(nèi)推廣。并且太陽能資源在發(fā)電方面具有較大的能量，在穩(wěn)定性上也比較好。因此在供電的質(zhì)量和供電的時間上與水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電相比都有加大的優(yōu)勢。

2.2電網(wǎng)安全

水力發(fā)電的電壓較高，能量較強，但是穩(wěn)定性差，因此水力發(fā)電在電網(wǎng)安全中沒有較大的優(yōu)勢。而相比水力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)安全上具有相對的優(yōu)勢，但是風(fēng)力發(fā)電在電壓上仍然存在著波動問題，使得風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)安全上也存在著問題。因此要對供電站進(jìn)行復(fù)雜的處理程序后才能使用。然而太陽能發(fā)電則具有較好的穩(wěn)定性。

2.3輸電方式

在輸電方式上，新能源與傳統(tǒng)的常規(guī)能源相比，要求更高，程序更復(fù)雜。因此在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃時，一定要注重設(shè)備問題，還有關(guān)注遠(yuǎn)距離和超遠(yuǎn)距離的輸電技術(shù)和輸電安全。并且我國現(xiàn)階段還是以傳統(tǒng)的發(fā)電方式為主，傳統(tǒng)的電網(wǎng)和新能源的電網(wǎng)并沒有交集，因此以后想要全面用新能源進(jìn)行發(fā)電還具有一定的困難。

經(jīng)過在供電質(zhì)量、電網(wǎng)安全和輸電方式上的對比，發(fā)現(xiàn)太陽能發(fā)電要比水能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電更具有優(yōu)勢，因此國家可能會在太陽能的開采和利用上更加關(guān)注。并且太陽能不會像傳統(tǒng)的常規(guī)能源一樣出現(xiàn)資源枯竭和造成環(huán)境污染的現(xiàn)象，因此合理運用太陽能資源將會成為未來供電的重點。

3 基于新能源并網(wǎng)的調(diào)度管理

3.1科學(xué)規(guī)劃新能源電源并網(wǎng)工作

各地政府以及電力企業(yè)要結(jié)合本地新能源儲備情況、當(dāng)?shù)匦履茉窗l(fā)電技術(shù)、現(xiàn)有新能源發(fā)電規(guī)模以及電力市場需求等因素，制定科學(xué)合理的有關(guān)新能源電力發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃，明確新能源電力發(fā)展的實際需求與最終目標(biāo)，從而確保新能源發(fā)電事業(yè)的高速、健康發(fā)展。

3.2采用合適的新能源并網(wǎng)管理方法

正如前文所說，新能源雖然清潔環(huán)保，但是也存在電力波動性強、供電不穩(wěn)定等風(fēng)險，嚴(yán)重影響了用戶用電質(zhì)量與電網(wǎng)調(diào)度管理工作的順利開展，對此各地要采取合適的應(yīng)對方法。

例如：某地風(fēng)力能源豐富，風(fēng)電事業(yè)發(fā)展迅速，然而風(fēng)電會受到自然風(fēng)力、風(fēng)速的影響而出現(xiàn)波動，因此當(dāng)?shù)貫榻鉀Q這一問題從預(yù)測風(fēng)速以及風(fēng)電水平等角度入手，建立一種合理的風(fēng)電調(diào)度模型。

該地建立了一套風(fēng)電場風(fēng)速預(yù)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于相空間優(yōu)化鄰域局域法對風(fēng)速進(jìn)行預(yù)測的。在進(jìn)行預(yù)測時系統(tǒng)會先根據(jù)所求取的延遲時間與嵌入維數(shù)重構(gòu)風(fēng)速時間序列的相空間；然后確定鄰域半徑，并剔除半徑范圍內(nèi)的偽近鄰點，從而得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；隨后利用向量回歸模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練；最后預(yù)測得到風(fēng)速值。利用該系統(tǒng)，風(fēng)電場可以精準(zhǔn)的預(yù)測當(dāng)前以及未來24小時內(nèi)的風(fēng)速，并且根據(jù)風(fēng)速預(yù)測值預(yù)測電廠風(fēng)電水平，從而為電力調(diào)度管理工作提供參考。

另外，該地為解決風(fēng)電波動較大的情況，還在風(fēng)電場配備了專用的儲能裝置，并將其他分布式新能源引入電網(wǎng)，從而最大限度的確保該地電網(wǎng)的平穩(wěn)運行，推動了新能源電力事業(yè)的快速發(fā)展。

3.3制定合理制度，規(guī)范調(diào)度管理工作

各新能源發(fā)電企業(yè)要根據(jù)新能源發(fā)電的特性，制定合理的調(diào)度管理工作實施細(xì)則，提高新能源電源并網(wǎng)的調(diào)度管理規(guī)范性，避免因操作失誤而造成調(diào)度管理工作失效。

另外，發(fā)電企業(yè)還要面向社會招聘專業(yè)的新能源電源調(diào)度管理人員，設(shè)立專門的新能源電源調(diào)度工作崗位，合理配置人力資源，提高企業(yè)新能源電源調(diào)度管理工作水平。同時，企業(yè)在日常管理中要定期組織技術(shù)、管理人員參加培訓(xùn)、學(xué)習(xí)以及交流活動，從而保持企業(yè)人員素質(zhì)始終處在較高水平，推動新能源電發(fā)電事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語

隨著新能源的不斷發(fā)展和開發(fā)利用，我國能源短缺和環(huán)境問題等得到了一定程度上的緩解。因此，風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源在我國非常豐富和廣泛，它促進(jìn)了新能源發(fā)電的迅速發(fā)展。這對我國能源安全、可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排具有重要意義。我國現(xiàn)有電網(wǎng)的新能源規(guī)模大，對我國電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定具有很高的技術(shù)要求。電網(wǎng)新能源的開發(fā)和應(yīng)用給電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測和規(guī)劃帶來了很大的不確定性。研究新能源在電網(wǎng)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，能夠促進(jìn)新能源的開發(fā)利用，具有重要的價值。

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