試述新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

摘? 要：進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著世界經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展，人口也持續(xù)增長(zhǎng)，截止2019年已超過(guò)70億，與之對(duì)應(yīng)的能源需求與日俱增。中國(guó)疆域廣闊，人口約占世界人口的五分之一。雖物產(chǎn)資源豐富，但化石能源在長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的利用下也日趨緊張。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，新能源的開(kāi)發(fā)和利用成為解決燃眉之急的主要方式。本文首先對(duì)電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀做簡(jiǎn)要分析，其次關(guān)注新能源在電力系統(tǒng)的應(yīng)用情況，最后探討電網(wǎng)規(guī)劃中新能源帶來(lái)的影響。

關(guān)鍵詞：新能源電力;電網(wǎng)規(guī)劃;影響

改革開(kāi)放之后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，發(fā)展從持續(xù)高速到穩(wěn)中求進(jìn)。在能源利用上，環(huán)境保護(hù)的需求和不可再生能源瀕臨枯竭的現(xiàn)實(shí)，共同促使國(guó)家愈發(fā)重視清潔新能源在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。習(xí)總書(shū)記多次倡導(dǎo)“綠水青山就是金山銀山”，響應(yīng)環(huán)保號(hào)召的同時(shí)必然要對(duì)舊有的資源消耗+污染環(huán)境的模式進(jìn)行改變。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在能源選擇與利用方面，自然主張使用清潔可再生能源。

一、新能源在電力方面的利用情況

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)主要利用的發(fā)電能源是煤炭，由于我國(guó)人口眾多，能源使用量也相應(yīng)巨大，過(guò)度使用煤炭資源不僅導(dǎo)致該能源接近耗竭，我國(guó)生態(tài)環(huán)境也不斷惡化。在最近的幾十年內(nèi)，我國(guó)的能源消耗總量一直位居世界前列，對(duì)環(huán)境造成的壓力不言而喻。這個(gè)問(wèn)題一方面會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成反向阻礙，另一方面國(guó)際上針對(duì)我國(guó)能源消耗造成大氣污染的指責(zé)言論也甚囂塵上。在內(nèi)外壓力下，我們必須選擇大規(guī)模應(yīng)用新能源。對(duì)于新能源的開(kāi)發(fā)利用，在現(xiàn)階段集中于水力、風(fēng)力、太陽(yáng)能幾個(gè)方面。雖然存在發(fā)展不平衡的問(wèn)題，但其中水力、風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展最為迅速。此外核能如何利用得當(dāng)，也能緩解我國(guó)的能源短缺壓力。不過(guò)現(xiàn)今核安全問(wèn)題是個(gè)世界性難題，我國(guó)自然也沒(méi)有能單獨(dú)破解這一困局，以達(dá)成核能資源的廣泛應(yīng)用。再者由于我國(guó)地跨多個(gè)氣候帶，受地形和氣候條件的限制，太陽(yáng)能資源主要分布在西北地區(qū)，如甘肅、西藏等地，但東部地區(qū)則較為稀少。但該資源的開(kāi)發(fā)利用還是有巨大潛力，如在西北地區(qū)開(kāi)發(fā)后惠及周邊地省市，或者利用更先進(jìn)的設(shè)備將動(dòng)能傳輸至東南，在技術(shù)進(jìn)步的情況下，是有這些可能的。我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)為跨地區(qū)開(kāi)發(fā)利用提供了一定技術(shù)條件，但目前還存在未知安全風(fēng)險(xiǎn)，需要在實(shí)踐中加以證實(shí)和解決^[1]。但限于目前的技術(shù)條件，我國(guó)還是主要著眼于水能和風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用。

就風(fēng)力資源而言，我國(guó)比較豐富，大部分平原丘陵地區(qū)皆可修建發(fā)電基地。當(dāng)然北方的優(yōu)勢(shì)較之南方更大，如內(nèi)蒙古和河北地區(qū)，不僅能夠滿足本地區(qū)的供電需要，還能為周圍提供動(dòng)力，且發(fā)電穩(wěn)定，基本不會(huì)被其他因素影響（當(dāng)然重大自然災(zāi)害除外）。南方的水力資源豐富，水系分布密集且水量大，有的地區(qū)落差大，容易產(chǎn)生強(qiáng)大的水動(dòng)能。但水力發(fā)電受自然條件限制較多，其一是地形地貌的影響。一般在河流上游，如長(zhǎng)江上游地區(qū)，高山深谷，較易修成大規(guī)模水電站，供電周圍地區(qū)。但中下游多丘陵平原，重力落差較小，產(chǎn)生的電力自然不如上游。其二便是天氣降水量的影響。南方地區(qū)4-6月普遍受梅雨季節(jié)影響，降水密集;但進(jìn)入三伏之后便連續(xù)暑熱干燥，這種波動(dòng)對(duì)于水力供電是不利的。但因其蘊(yùn)藏的能量十分富饒，且儲(chǔ)備充足，屬于清潔可再生資源，使它成為新能源開(kāi)發(fā)中最為核心的一種能源^[2]。以上兩種新能源的特點(diǎn)都是發(fā)電效率高、對(duì)環(huán)境影響小、有很高的發(fā)展價(jià)值。雖然它們各有其局限性，但可以根據(jù)他們特點(diǎn)，進(jìn)行交替互補(bǔ)發(fā)電，如此便能有效增加使用頻率和適用范圍，為我國(guó)未來(lái)長(zhǎng)期綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展提供了重要保障和動(dòng)力。

二、新能源電力接入后對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃的時(shí)候，新能源的接入其實(shí)對(duì)電壓選擇沒(méi)有很特殊的影響。其影響主要表現(xiàn)在電力電量平衡計(jì)算和大功率、遠(yuǎn)距離輸送的實(shí)現(xiàn)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，保持電能供需平衡是關(guān)鍵，在常規(guī)電網(wǎng)運(yùn)行中，電網(wǎng)平衡壓力受到發(fā)電機(jī)組有功調(diào)節(jié)能力和發(fā)電元件、輸電元件故障的影響。所以在接入新能源后要注意這方面技術(shù)和配件的改進(jìn)升級(jí)。電網(wǎng)規(guī)劃一般有幾種方案：一是分布式發(fā)電，二是大規(guī)模集中發(fā)電，三是兩者結(jié)合。分布發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是能供電大范圍地區(qū)，對(duì)于電能補(bǔ)充以及部分偏遠(yuǎn)山區(qū)的供電可以起到舉足輕重的作用。但缺點(diǎn)在于新能源電力本身所具備的特性，即供電的波動(dòng)性和不可控性。受氣候、地形影響較大。如此情況下，分布發(fā)電不僅難度大，耗資不菲，而且也很難持續(xù)保證供電，這樣對(duì)所輻射地區(qū)人們的生產(chǎn)生活會(huì)造成不利影響。分布式發(fā)電會(huì)影響電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃的負(fù)荷結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，之前的電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷缺乏精確性，數(shù)據(jù)不明不僅會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)更加惡劣。分布式發(fā)電雖然投入成本會(huì)較大，但相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在建設(shè)過(guò)程中有了更多選擇，很多之前未用上的思路也可以在此后派上用場(chǎng)。與之相對(duì)應(yīng)的變電和輸電的方式和線路也越發(fā)復(fù)雜了。

大規(guī)模集中發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)同樣明顯，優(yōu)點(diǎn)是供電量大，節(jié)省設(shè)備機(jī)器費(fèi)用，較分布式供電更穩(wěn)定。但在新能源發(fā)電廠的規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，選址一般與負(fù)荷中心之間的距離較遠(yuǎn)，對(duì)于輸電通道要求高，同時(shí)在電網(wǎng)的各類配套設(shè)施建設(shè)過(guò)程中容易出現(xiàn)輸電線路阻塞、輸電線路穩(wěn)定性較差、質(zhì)量不過(guò)關(guān)等問(wèn)題。所以對(duì)于大規(guī)模集中供電的發(fā)電站，不僅要在建設(shè)過(guò)程尤其注重用材和規(guī)劃，光選址一條就提出了諸多限制，而且對(duì)于輸電線路容量的規(guī)劃也必須要為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如風(fēng)電廠的供電就有很大的隨機(jī)性，波動(dòng)也很大，難以精準(zhǔn)控制，調(diào)度就更是困難重重。不能精準(zhǔn)把握數(shù)據(jù)的供電系統(tǒng)其實(shí)是存在很多隱患的，不僅是用電不穩(wěn)，在安全性上也會(huì)大打折扣。所以隨著此類清潔能源的不斷推廣，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的要求會(huì)日漸嚴(yán)苛。同時(shí)相關(guān)人員指出，在應(yīng)用新能源的時(shí)候要考慮其出力的各類情景，預(yù)設(shè)足夠，準(zhǔn)備充分。根據(jù)接入形式，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃，一是要對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行建模分析，二是對(duì)電網(wǎng)損耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)算，三是對(duì)新能源出力場(chǎng)景進(jìn)行計(jì)算分析。根據(jù)專業(yè)人士的分析，我們也不難發(fā)現(xiàn)，新能源當(dāng)然對(duì)國(guó)家的可持續(xù)、綠色發(fā)展百利而無(wú)一害，但實(shí)際操作中會(huì)面臨很多現(xiàn)實(shí)困境，無(wú)論是規(guī)劃過(guò)程中，需要全方面預(yù)判和估計(jì)可能將會(huì)遇到的各種情況，還是建設(shè)過(guò)程的細(xì)致到每根導(dǎo)電線的質(zhì)量，這需要工作人員的耐心認(rèn)真，也需要國(guó)家的大力支持與投入。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)上文的梳理總結(jié)，新能源接入對(duì)我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃影響巨大，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是有正向助力，但也需要考慮到新能源的局限性和適配性。首先，傳統(tǒng)發(fā)電的能源的電力電量平衡計(jì)算與新能源的計(jì)算方式顯然會(huì)不一樣，計(jì)算的具體方式和結(jié)果都會(huì)相應(yīng)改變;其次，新能源電力接入后的可行程度和安全性能方面要給予足夠關(guān)注，否則供電效能和時(shí)長(zhǎng)無(wú)法保證，尤其大規(guī)模發(fā)電后遠(yuǎn)距離輸送電力的安全性應(yīng)是工作的重中之重。風(fēng)力和水力發(fā)電可以東、西、南、北互補(bǔ)，已達(dá)到各地區(qū)平穩(wěn)供電的目的?？偠灾履茉措娏υ谫Y源利用上是完全有利的，只是在具體實(shí)施過(guò)程中，會(huì)遇到不少的挑戰(zhàn)和困難，但隨著整體技術(shù)的進(jìn)步，整個(gè)電力系統(tǒng)的改進(jìn)和升級(jí)換代，新能源電力接入后的平穩(wěn)供電局面在不久的將來(lái)必定會(huì)實(shí)現(xiàn)，只是需要相關(guān)工作者更多的付出，以助力國(guó)家經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]? 文鈺.新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（19）：137-138.

作者簡(jiǎn)介：王煒，1968.11，男，漢族，山東黃縣，研究生，研究方向電網(wǎng)規(guī)劃。