新能源電力接入對電網(wǎng)規(guī)劃的影響思考

武林杰 李春艷

摘要：科技的進步，促進人們對能源需求的增多。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。本文就新能源電力接入對電網(wǎng)規(guī)劃的影響展開探討。

關鍵詞：新能源;電力接入;電網(wǎng)規(guī)劃;影響

引言

我國的新能源發(fā)展很快，尤其是光伏和風電。在電網(wǎng)規(guī)劃中要考慮到新能源的協(xié)同發(fā)展，促進新能源有序建設、合理規(guī)劃，避免新能源大規(guī)模接入對電網(wǎng)的沖擊性影響，提供電力企業(yè)的投入產(chǎn)出效益，更好的促進新能源可持續(xù)發(fā)展。

1新能源電力發(fā)展情況

1.1風力發(fā)電

風力發(fā)電有著很多的優(yōu)點，第一，風力是清潔能源中的一種，其可以降低煤炭與石油資源的耗損量，能夠防止大氣被污染。第二，風力分布地區(qū)范圍大，覆蓋了中國三分之二的地區(qū)，有著極大的推廣價值。第三，中國的風力資源尤其豐富，可以充分滿足發(fā)電與供電的基本條件。相關調(diào)查報告表明，中國的風能資源大體分布于內(nèi)蒙古與河北等區(qū)域，在這些區(qū)域開展風力發(fā)電有著很大的優(yōu)勢。不僅能夠充分滿足本地區(qū)的電力需要，同時還能夠為周圍提供電能，并且風力發(fā)電穩(wěn)定，不會被其他因素所影響。

1.2太陽能光伏發(fā)電

隨著目前對太陽能技術的深度研究，將太陽能作為新能源且應用于實際中已經(jīng)十分普遍，且能源的儲備量也十分龐大。現(xiàn)階段，太陽能資源已經(jīng)被開發(fā)，在各個方面的應用也十分常見。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、控制器及蓄電池等組成。該系統(tǒng)是通過一個轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實現(xiàn)太陽能與電能之間的連接，完成太陽能的儲存，控制太陽能傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的管理。采用清潔且可再生的太陽能資源進行發(fā)電，可以達到節(jié)能的目的。目前，光伏發(fā)電在人們的日常生活中十分常見，最典型的一個例子就是建設局規(guī)定居民建筑中必須安裝太陽能熱水器，這種熱水器的運行原理也是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，之后對水進行加熱，以供人們?nèi)粘Ｉ钏?，大大?jié)約了電能;另一個典型的例子是目前人們在屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能板接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，所得到的電能除了一部分供自家所需之外，其余部分與國家電網(wǎng)連接達成某種協(xié)議，這樣不僅能夠使得自家用電得到保障，還能夠使收入增加。這種方式在中國日照時間較長的西北偏遠地區(qū)十分常見且受到人們的歡迎。

1.3水力發(fā)電

對新能源進行開發(fā)的過程中，最為熱門的一種能源就是水力發(fā)電，這種發(fā)電的循環(huán)利用效率很高，且屬于清潔能源，不會對生態(tài)環(huán)境造成污染。水是大自然界中有著非常強大能量的一種資源，因此，其在發(fā)電方面有著很大的優(yōu)勢。水力發(fā)電簡言之就是借助水本身的重力產(chǎn)生的能量來發(fā)電?？墒牵柚馨l(fā)電易于遭受到各方面的限制，比如說，會遭受水域分布的限制，在那些水資源緊缺的地方很難正常開展下去;會受到水量大小的限制，很依賴天氣與降水量，常常無法提供充足的電能;會受到季節(jié)性因素所影響，夏天汛期可以確保正常供電，可是入冬以后很難確保供電的穩(wěn)定性。

1.4地熱能源的開發(fā)

中國北方冬季氣溫較低，供暖設備成為居民生活必備。隨著社會的不斷發(fā)展，供暖設施也在不斷改進，不同于傳統(tǒng)的燃煤取暖，地熱資源在現(xiàn)階段家庭供暖中受到了極高的重視。在中國，主要是云南及西藏地區(qū)，擁有豐富的地熱資源。相關調(diào)查顯示，目前中國可以利用的地熱田數(shù)量達到300處左右，可利用的天然熱量達到110J/a。因此，現(xiàn)階段電力新能源開發(fā)的主要方向就是地熱資源。而在地熱資源的開發(fā)中，中國仍舊擁有極大的發(fā)展空間。另外，地熱資源的開發(fā)不僅僅能夠進一步推動電力行業(yè)的發(fā)展，同時還能夠在一定程度上推動中國農(nóng)業(yè)大發(fā)展。

2新能源接入對電網(wǎng)的影響

新能源的發(fā)電出力特點是具有極強的隨機性，新能源并網(wǎng)后，一旦出現(xiàn)出力變化，將引起電網(wǎng)發(fā)生頻繁波動的潮流，影響電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度、電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟性、可靠性及安全性。（1）對電網(wǎng)潮流的影響。光伏電站、風電等新能源，尤其是大容量的風電場接入電力系統(tǒng)后，風電場向系統(tǒng)發(fā)出有功功率，吸收無功功率，改變了傳統(tǒng)的電源功率單向流動的特點，因此在電網(wǎng)規(guī)劃中，有必要研究新能源電源接入電力系統(tǒng)后的潮流。（2）對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。如果地區(qū)電網(wǎng)足夠強壯，則系統(tǒng)發(fā)生故障后，風電機組或光伏電站在故障清除后能夠恢復機端電壓并穩(wěn)定運行，地區(qū)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性便能夠得到保證;如果地區(qū)電網(wǎng)較弱，則風電機組或光伏電站在系統(tǒng)故障清除后，無法重新建立機端電壓，風電機組運行超速失去穩(wěn)定，就會引起地區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的破壞。（3）對電網(wǎng)調(diào)度的影響。傳統(tǒng)的發(fā)電計劃基于電源的可靠性以及負荷的可預測性，以這兩點為基礎，發(fā)電計劃的制定和實施有了可靠的保證。但是系統(tǒng)內(nèi)含有風電場或光伏電站，其出力有極大的隨機性，如果把風電場或光伏電站看作負的負荷，很難準確測定;如果把風電場或光伏電站看作電源，可靠性沒有保證。一般而言，地區(qū)負荷特性往往與風電場風電功率特性相反，稱之為風電的反調(diào)峰特性，導致大規(guī)模風電接入后往往會增加電網(wǎng)調(diào)度的難度，需要電網(wǎng)留有更多的備用電源和調(diào)峰容量，這將給電網(wǎng)帶來附加的經(jīng)濟投入，增加電網(wǎng)運行的費用。

3做好新能源協(xié)同發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃

3.1大力加強技術研發(fā)，進一步突破新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術瓶頸

目前我國新能源產(chǎn)業(yè)方面的主要瓶頸是存在技術、研發(fā)方面的不足，為了進一步確保新能源產(chǎn)業(yè)投入方面的穩(wěn)步增長。使得今后新能源產(chǎn)業(yè)能夠以穩(wěn)定的速度規(guī)?；l(fā)展，在引進國外先進技術和設備的同時。我們要對引進的先進技術進行分析，并在此基礎上做出進一步的創(chuàng)新和研發(fā)。鼓勵高校相關電力新能源方面的科研機構和一些企業(yè)進行合作，建立一定的技術創(chuàng)新體系，使得高校的科研結果能夠真正的轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力并且運用到企業(yè)的生產(chǎn)之中推動新能源產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

3.2提高電網(wǎng)對新能源的消納能力

對于新能源協(xié)同發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃，其目的是建立能合理消納新能源的電網(wǎng)，從而發(fā)揮出新能源減排、節(jié)能、低碳的優(yōu)勢，需要做到合理消納。為了做到合理消納新能源，需要確保在消納新能源的過程中不會對系統(tǒng)帶來較大的成本壓力，要求控制由于消納新能源而需要加大的運行與投資的費用;同時，也要求系統(tǒng)具有足夠的靈活性，足以承受新能源并網(wǎng)帶來的劇烈波動。電網(wǎng)的網(wǎng)架結構不同，系統(tǒng)消納新能源的能力也不同，網(wǎng)架結構的差異還會對不同種類的靈活電源的運行方式造成影響。這一環(huán)節(jié)面臨的重要技術問題包括分析系統(tǒng)的備用水平、分析系統(tǒng)的調(diào)頻能力、分析系統(tǒng)的調(diào)峰能力、分析新能源的消納能力、分析電網(wǎng)的傳輸能力以及規(guī)劃好具有較強消納能力的網(wǎng)架。

結語

總的來說，新能源電力接入對電網(wǎng)規(guī)劃而言有著極大的影響，這部分影響因素需要依照新能源的種類進行判斷，不一樣的新能源發(fā)電對電網(wǎng)規(guī)劃影響不同?，F(xiàn)階段，電力工業(yè)新能源接入還有著很多研發(fā)使用方面的問題亟待解決，新能源電力接入的安全性與可行性無法得到有效的保障，可是其發(fā)展與潛在能力均很令人滿意。人類在未來發(fā)展過程中無法脫離新能源發(fā)展，所以，必須要增加對新能源電力的開發(fā)力度，提升能源轉(zhuǎn)化技術。

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