適應(yīng)新能源發(fā)展的電力規(guī)劃研究

翟亮 趙敏姍

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，電能呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的狀態(tài)，而近年來新能源的出現(xiàn)，給電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供了很好的動力和發(fā)展空間，促進(jìn)了電力企業(yè)供電能力得到提升。本次研究主要從新能源出發(fā)，對新能源對電網(wǎng)的影響以及在新能源發(fā)展背景下如何做好電力規(guī)劃進(jìn)行分析，希望可以對電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到一定作用。

當(dāng)前我國各行各業(yè)都在不斷發(fā)展，對能源需求也提出了較高的要求，而新能源技術(shù)也在飛速發(fā)展，并在電網(wǎng)規(guī)劃中得到了廣泛應(yīng)用，但同時產(chǎn)生了諸多問題，比如新能源與電力系統(tǒng)是否能夠融合，是否能夠相互適應(yīng)?；谖覈F(xiàn)階段背景，應(yīng)當(dāng)提高新能源在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用技術(shù)，從而有效確保電網(wǎng)規(guī)劃運行的安全性和穩(wěn)定性。由此可見，本文對適應(yīng)系能源發(fā)展的電力規(guī)劃的研究，有著十分重要的意義。

常規(guī)能源主要指的就是水、天然氣、石油、煤炭等，而新能源與常規(guī)能源不同，相對與傳統(tǒng)能源具有更龐大的能源儲量，并且污染程度非常低。比如海洋能、生物質(zhì)能、太陽能以及風(fēng)能等多種類型能源，在我國新能源中生物質(zhì)能源具有非常豐富的儲量。

（一）功率平衡方面

良好的電能供需平衡對電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行起到了關(guān)鍵的作用。通常情況下，在電網(wǎng)正常運行時其功率的平衡壓力會受到兩方面的影響因素，一方面是發(fā)電機組自身的有功調(diào)節(jié)能力，另一方面，主要指的就是發(fā)電元件以及輸電元件在正常運行過程中產(chǎn)生的故障等。以上這兩方面影響除了會嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性之外，還對系統(tǒng)調(diào)頻和調(diào)峰提出了較高的要求。

（二）電網(wǎng)潮流方面

新能源在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為幾種形式，分別為集中接入、分布接入以及分散接入等形式，而波動性、隨機性又是新能源的主要特點，所以，在這些因素影響下會對電網(wǎng)潮流分布形式帶去變化。再有，電壓、載流在電網(wǎng)運行中產(chǎn)生的變化也會對電網(wǎng)潮流產(chǎn)生一定影響?？偟膩碚f，新能源分布形式豐富，并且具有隨機波動、規(guī)模大等特征，所以在電網(wǎng)規(guī)劃中才會使得電網(wǎng)潮流注入功率呈現(xiàn)出豐富多樣的特點。此外，隨著電網(wǎng)中有功分布規(guī)律、無功分布規(guī)律情況不斷的變化，會導(dǎo)致對電網(wǎng)損耗的調(diào)控、統(tǒng)計等工作難以有效開展。

（三）電能質(zhì)量方面

電力系統(tǒng)正常運作的最終目標(biāo)，就是為了給電力用戶提供良好的電能使用需求，所謂電能質(zhì)量，包含了電流和電壓兩方面的質(zhì)量。其質(zhì)量的好壞會影響到電網(wǎng)是否可以穩(wěn)定運行，并且會導(dǎo)致電力系統(tǒng)設(shè)備的耐用程度受到影響。因此，如果在電力規(guī)劃中應(yīng)用新能源接入方式，在一定程度上會影響電力系統(tǒng)電能質(zhì)量，比如在風(fēng)力發(fā)電中，當(dāng)電力系統(tǒng)在實際運行中會產(chǎn)生不同程度上的波動、閃變等情況。

（四）電網(wǎng)安全性方面

保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行是電力工作的重點。而應(yīng)用新能源后，使得很多發(fā)電設(shè)備在同一電網(wǎng)系統(tǒng)中運行，這就會增加電網(wǎng)運行的復(fù)雜程度，在運行過程中就會出現(xiàn)一系列安全問題。這對新能源設(shè)備的使用類型以及電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模等提出了新的要求，所以，在正式投入使用前應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的全面的分析模擬電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性。例如，針對在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用中產(chǎn)生的低電壓穿越、繼電保護(hù)、孤島等方面的問題，當(dāng)應(yīng)用新能源后仍然會出現(xiàn)的問題，為了更好的解決，需要做好預(yù)防措施和應(yīng)對策略，從而有效確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。

（一）做好容量規(guī)劃

為了適應(yīng)新能源發(fā)展，在做電力規(guī)劃時需要全面考慮到風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等新能源使用的地址情況，還要考慮到這些自然能源的分布情況?？墒聦嵣希?dāng)?shù)貐^(qū)能源條件良好時對應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境卻非常惡劣，所以，對于新能源發(fā)電廠的選址，通常情況下需要與負(fù)荷中心呈現(xiàn)逆向分布的關(guān)系。這主要是因為當(dāng)新能源發(fā)電廠與負(fù)荷中心之間產(chǎn)生較大的距離時，會對輸電通道提出較高需求，但由于新能源發(fā)電廠沒有足夠的建設(shè)實踐，所以非常容易導(dǎo)致輸電線路阻塞，輸電線路缺乏較好的穩(wěn)定性等情況。因此，為了更好的做好適應(yīng)新能源的電力規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的規(guī)劃輸電線路容量，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。主要的技術(shù)要點為：1、科學(xué)全面的分析新能源的充裕度、出力概率特性以及電廠輸電;2、在輸電容量規(guī)劃中，要注重對電網(wǎng)側(cè)效益的提升;3、科學(xué)規(guī)劃輸電容量，從社會效益方面進(jìn)行分析，提升社會效益;4、要注重規(guī)劃不確定性的輸電容量。

（二）考慮電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃

新能源發(fā)電能力會受到網(wǎng)架以及網(wǎng)絡(luò)容量冗余的影響，使得資源浪費，因此，在進(jìn)行電力規(guī)劃過程中需要將這些因素考慮進(jìn)去。此外，也會受到其他因素影響，比如設(shè)備停運、負(fù)荷波動等隨機情況，會影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及安全性。所以，需要將這些情況納入到電力規(guī)劃中，使得電網(wǎng)能夠更好的適應(yīng)運行環(huán)境。但是在實際規(guī)劃安全校驗過程中，只是單一的使用“N-1”預(yù)想事故安全校驗方式，并不能達(dá)到電力系統(tǒng)安全規(guī)劃要求，所以，需要全面考慮那些隨機因素，堅持優(yōu)化投資，從而可以有效確保無論在何種情況下都可以保證系統(tǒng)的安全校驗。值得注意的是，電力系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)非常復(fù)雜，所以在應(yīng)用新能源時，應(yīng)當(dāng)全面考慮到新能源出力的不同情況，協(xié)調(diào)好網(wǎng)架與新能源間歇性、出力的適應(yīng)性以及運行成本的關(guān)系，而后從新能源接入形式出發(fā)，做好電網(wǎng)規(guī)劃模型的建立。在這個過程中需要做好適應(yīng)新能源的電網(wǎng)規(guī)劃建模分析工作，計算出電網(wǎng)動態(tài)損耗情況，比計算出新能源的出力場景。

（三）面向新能源消納的電網(wǎng)規(guī)劃方法

適應(yīng)新能源發(fā)展的電力規(guī)劃，其目的是要保證電網(wǎng)可以對新能源進(jìn)行科學(xué)合理的消納，使得新能源的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。而消納，分為兩種含義，一是能夠靈活包容新能源出力過程中的劇烈波動，防止出現(xiàn)新能源限電，二是，降低系統(tǒng)消納新能源過程中產(chǎn)生的成本負(fù)擔(dān)。新能源消納需要全面分析出系統(tǒng)中的各類因素，實現(xiàn)新能源消納、系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)、運行成本三者之間形成一種平衡狀態(tài)。

在此過程中，需要做到幾點：1、科學(xué)合理地分析出電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力;2、科學(xué)合理的分析系統(tǒng)的調(diào)頻能力;3、分析出電力系統(tǒng)傳輸能力;4、以消納能力為主要目的，科學(xué)的規(guī)劃電力系統(tǒng)。

總而言之，新能源的開發(fā)和利用，可以對能源短缺情況起到一定的緩解作用。上文主要科學(xué)詳細(xì)的分析了適應(yīng)新能源發(fā)展的電力規(guī)劃具體措施，希望通過此文，可以提升電力規(guī)劃水平，將自然資源充分利用起來，豐富電力資源，從而更好的滿足人們需要。

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