新能源電力接入對電網(wǎng)規(guī)劃的影響思考

王亞楠

【摘 要】隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，新能源電力接入在很大程度上緩解了能源不足的問題，但是在這種環(huán)境下也給電網(wǎng)規(guī)劃提出新的要求。

【關鍵詞】新能源；電力接入；電網(wǎng)規(guī)劃；能源規(guī)劃

中國的社會經(jīng)濟在迅速發(fā)展，且能源資源的需求也在持續(xù)增長，可是，中國的能源資源利用率很低，在開發(fā)過程中嚴重污染了生態(tài)環(huán)境，同時能源供需間的矛盾也在持續(xù)變大。所以，能源的安全和環(huán)保問題不斷涌現(xiàn)出來，嚴重阻礙了社會經(jīng)濟健康穩(wěn)定地發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)保問題是中國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題之一。因此，在新能源利用方面，需要盡可能采用清潔能源，此乃電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。

1我國電力新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

1.1風能發(fā)電現(xiàn)狀分析。我國可以真正利用的陸地和海洋風能資源大約為10億千瓦，而在2010年，我們國家可以利用的風力發(fā)電量僅僅為2580億千瓦時，并且通過資料可以得出，僅僅在2009年這一年就增加裝機1380萬千瓦，可以看出，最近十年時間風能發(fā)電產(chǎn)業(yè)在快速的崛起，并且從數(shù)字可以預計，風能發(fā)電資源會成為今后我們國家發(fā)電中最為發(fā)展快速的一種資源。

1.2水利發(fā)電發(fā)展的現(xiàn)狀。根據(jù)我國水能資源普查結(jié)果的顯示，我們國家大陸理論水能資源的蘊藏量為6.67億千瓦，年發(fā)電量可以達到5.92萬億千瓦，結(jié)合現(xiàn)在的技術，可以開發(fā)和利用的水能資源為4.47億千瓦，年發(fā)電量為2.13萬億千瓦，用一個形象的比喻來說的話，這些可以開發(fā)和利用的水能資源完全可以建立16座三峽同等大小的水電站，可以看出，我國的水能資源有相當大的發(fā)展和利用空間，對水資源的領不容小覷。

1.3太陽能發(fā)電的現(xiàn)狀。我們國家已經(jīng)很早就建立了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所需要的原材料及相關生產(chǎn)系統(tǒng)的建設。光伏電池發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的建立也比較完善，完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈建立為太陽能發(fā)電發(fā)展奠定了基礎，目前我們國家太陽能發(fā)電的年產(chǎn)量絕對數(shù)并不低，約占世界的四分之一，排在全球第三位，但是目前我們國家的光伏發(fā)電累計裝機容量還是比較低，因此太陽能資源在發(fā)電方面的利用還是可以說處于起步階段，需要大力的進一步完善發(fā)展。

2新能源電力接入對電網(wǎng)規(guī)劃產(chǎn)生的影響

在開展電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，新能源電力接入對電網(wǎng)電壓選擇影響較小。光伏發(fā)電往往會遭到氣候環(huán)境所影響，該發(fā)電會表現(xiàn)出發(fā)電波動性和間歇性，電量變化有一定的隨機性。與此同時，電網(wǎng)會出現(xiàn)沖擊電流，造成電網(wǎng)的頻率產(chǎn)生偏差，電壓會有很大的波動，從而影響到穩(wěn)態(tài)電壓與無功特性，造成電網(wǎng)的調(diào)峰容量余度變大，直接影響到電力系統(tǒng)的安全性。新能源發(fā)電裝置會出現(xiàn)一定的諧波與直流分量，倘若諧波與直流分量進入電力系統(tǒng)以后，必然會造成電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變，進而對電能質(zhì)量帶來不好的影響，同時還會導致電力系統(tǒng)繼電保護與自動裝置出現(xiàn)誤差，嚴重妨礙到電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。新能源電力一定會取代過去使用的能源，進而變成人們生存發(fā)展的前提與物資基礎，這僅僅是時間的問題，是將來社會發(fā)展的主要趨勢?，F(xiàn)階段，新能源電力開發(fā)轉(zhuǎn)化技術能力還在持續(xù)發(fā)展的過程中，電力工業(yè)新能源開發(fā)使用還無法起到較大的作用，可是對于電能補充以及部分偏遠山區(qū)的供電則可以起到非常大的作用。新能源電力本身具備的波動性與不可控等特征并未得到徹底解決，在電網(wǎng)接納能力不充足的情況下，新能源電力發(fā)電并網(wǎng)運行難度還很大，費用也很大，并且會給電力系統(tǒng)造成不好的影響。對單項規(guī)模大且發(fā)電集中的新能源，其電網(wǎng)規(guī)劃影響因素就是：第一，電力電量平衡計算的時候，對出力展開計算。第二，需要注重距離遠的、大功率輸電的安全性及經(jīng)濟性。通常而言，在對核電廠開展出力計算時，在計算電力電量的時候，一般使用額定運行情況下的參數(shù)計算。在水電廠出力計算時，在豐水期通常在滿載情況下計算，在別的時間段是當作調(diào)峰來用的。太陽能電廠和風電廠出力有很大的隨機性，且波動性也很大。分布式新能源發(fā)電對于電網(wǎng)規(guī)劃的影響就是：第一，負荷性質(zhì)缺乏明確性；第二，分布式新能源發(fā)電導致中國的規(guī)劃設計師具備了全新的思路，設計規(guī)劃師在挑選方案的過程中有了更多的選擇。該分布特性讓電網(wǎng)規(guī)劃具備了非常豐富的方案可以挑選，并且有了新的方式，變電也變得越來越復雜了。

3適應新能源發(fā)展的電力規(guī)劃

3.1大規(guī)模新能源外送通道容量規(guī)劃

在新能源發(fā)電廠的規(guī)劃建設過程中，選址一般與負荷中心之間為逆向分布的關系。有些新能源發(fā)電廠與負荷中心之間的距離比較大，對于輸電通道的要求比較高，同時，由于新能源發(fā)電廠的建設周期比較短，在電網(wǎng)的各類配套設施建設過程中，容易出現(xiàn)輸電線路阻塞，輸電線路穩(wěn)定性比較差等問題。由此可見，在基于新能源的電力規(guī)劃過程中，必須對輸電線路容量進行科學合理的規(guī)劃，為電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性奠定基礎。在此過程中，技術要點如下：（1）對新能源的出力概率特性、電廠輸電以及充裕度進行科學合理的分析；（2）在輸電容量規(guī)劃中，盡量提升電網(wǎng)側(cè)效益；（3）綜合考慮社會效益對輸電容量進行科學合理的規(guī)劃，盡量提升社會效益；（4）對不確定性的輸電容量進行規(guī)劃。

3.2考慮大規(guī)模新能源接入的電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃

在進行電力規(guī)劃過程中，應該注意避免由于網(wǎng)架因素影響新能源發(fā)電能力，同時還應該注意避免受到網(wǎng)絡容量冗余的影響造成資源浪費問題。在適應新能源發(fā)展的電力規(guī)劃過程中，在安全校驗過程中，如果僅僅采用“N-1”預想事故安全校驗方式，可能無法滿足電力系統(tǒng)安全規(guī)劃要求，對隨機因素的影響進行綜合分析，以投資最優(yōu)為原則，保證在各類隨機因素的影響下對系統(tǒng)進行安全校驗。但是，需要注意，電力系統(tǒng)規(guī)劃為混合整數(shù)非線性范疇，規(guī)劃建設復雜程度比較高，如果在規(guī)劃建模過程中考慮隨機因素，則會影響電力規(guī)劃工作效率。在應用新能源時，要求考慮新能源出力的各類場景，對網(wǎng)架與新能源間歇性出力的適應性以及運行成本做好協(xié)調(diào)管理，同時，根據(jù)新能源接入形式，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃模型。在此過程中，技術要點如下：（1）對適應新能源的電網(wǎng)規(guī)劃進行建模分析；（2）對電網(wǎng)損耗進行動態(tài)計算；（3）對新能源的出力場景進行計算分析。

3.3面向新能源消納的電網(wǎng)規(guī)劃方法

適應新能源發(fā)展的電力規(guī)劃的目標是保證電網(wǎng)能夠?qū)π履茉催M行科學合理的消納，進而充分發(fā)揮新能源的應用優(yōu)勢。其中，消納的含義有2種：其一，要求電力系統(tǒng)能夠?qū)π履茉闯隽^程中的劇烈波動進行靈活包容，盡量避免發(fā)生新能源限電的情況；其二，在系統(tǒng)消納新能源過程中，不會產(chǎn)生更高的成本負擔，不會造成電力系統(tǒng)運行成本增加。新能源消納要求對系統(tǒng)中的各類因素進行綜合分析，在新能源消納與系統(tǒng)規(guī)劃建設和運行成本之間達到平衡。在電力規(guī)劃過程中，網(wǎng)架結(jié)構形式會對新能源的消納能力產(chǎn)生一定的影響，同時還會對電網(wǎng)運行模式產(chǎn)生影響。在此過程中，技術要點如下：（1）對電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力進行科學合理的分析；（2）對系統(tǒng)的調(diào)頻能力進行科學合理的分析；（3）對電力系統(tǒng)傳輸能力進行分析；（4）將消納能力作為目標，對電力系統(tǒng)進行科學合理的規(guī)劃。

4結(jié)語

綜上所述，大力開發(fā)應用新能源，可有效緩解能源短缺現(xiàn)狀，文中主要對適應新能源發(fā)展的電力規(guī)劃要點進行了詳細探究。為了提升電力規(guī)劃水平，應該充分利用自然資源，創(chuàng)造更加豐富的電力資源，滿足人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钚枰?/p>

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（作者單位：國網(wǎng)青海省電力公司黃化供電公司）