新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響思考

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

在經(jīng)過早些年對(duì)各種資源不顧一切的開發(fā)消耗之后，讓我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平確實(shí)取得了跨越式的進(jìn)步，但這也加劇了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，這一矛盾如果不及時(shí)解決將嚴(yán)重影響社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面。對(duì)于受煤炭等不可再生能源影響的電力企業(yè)，傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)和相關(guān)的電網(wǎng)規(guī)劃也難以確?？沙掷m(xù)發(fā)展。因此，有必要積極研究開發(fā)新能源發(fā)電和電網(wǎng)規(guī)劃，大力支持新能源發(fā)電和電網(wǎng)的全面發(fā)展。這是電力企業(yè)未來發(fā)展的唯一途徑，也是電力企業(yè)必須積極承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

一、概念

能源是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)保障。傳統(tǒng)的能源危機(jī)、能源枯竭和環(huán)境污染嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展。太陽能，風(fēng)能，海洋能和地?zé)崮艿刃履茉床煌趥鹘y(tǒng)能源形式，又被稱為非常規(guī)能源。與傳統(tǒng)能源的資源有限與環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)相比，新能源具有資源豐富、環(huán)保無污染、具有可再生性，人類可持續(xù)利用的巨大優(yōu)勢(shì)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源的需求不斷增長(zhǎng)，本著有限資源和環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展原則，全球新能源革命的序幕已經(jīng)開始，新能源的開發(fā)利用步伐正在加快，用新能源替代傳統(tǒng)能源是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。電力行業(yè)作為傳統(tǒng)能源的最大消耗者，必須在新能源改革中發(fā)揮先鋒作用，大力發(fā)展新能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，加快電力新能源的開發(fā)利用。

二、新能源發(fā)電技術(shù)分析

（一）水力發(fā)電

水力能源作為一種新型的清潔能源，利用水力發(fā)電不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，可循環(huán)利用率高，因此，它在當(dāng)前我國(guó)電力行業(yè)中受到高度重視。在自然界中水蘊(yùn)含著非常強(qiáng)大能量的資源，所以在發(fā)電方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)單來說，水力發(fā)電是利用水自身重力產(chǎn)生的沖擊能量，通過特殊設(shè)備將其轉(zhuǎn)化為電能。但是，水力發(fā)電也有某些缺點(diǎn)，在某些方面很容易受到制約。例如，水域的分布，在水資源稀缺的地方不能正常進(jìn)行；此外，水量對(duì)水力發(fā)電也有很大的制約，受季節(jié)因素的影響很大，并且取決于天氣和降水量，因此無法人為控制供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性。因此，在夏季汛期，雖然可以保證正常供電，但是在冬季后難以保證供電的穩(wěn)定性。

（二）太陽能發(fā)電

當(dāng)前的太陽能發(fā)電方法主要分為兩種：熱能發(fā)電和光能發(fā)電。太陽能熱能發(fā)電過程主要是對(duì)太陽能熱能有效收集和存儲(chǔ)進(jìn)行而實(shí)現(xiàn)太陽能的合理運(yùn)用，主要由集熱設(shè)備、熱能存儲(chǔ)組件和輸電部門組成。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)主要采用碟型光能發(fā)電和塔式光能發(fā)電。太陽能光能發(fā)電主要包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電和光生物發(fā)電等。它可以直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，而無需再借助其他轉(zhuǎn)換設(shè)備。其中，光伏發(fā)電是我國(guó)的主要研發(fā)方向，光伏發(fā)電主要是由半導(dǎo)體設(shè)備吸收太陽光的電磁波輻射，然后將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。隨著對(duì)太陽能發(fā)電技術(shù)的不斷研究，目前世界上使用的光伏發(fā)電方法主要包括單晶硅電池、多晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池等設(shè)備。

（三）風(fēng)力發(fā)電

與水力發(fā)電和太陽能發(fā)電相似，風(fēng)能也是一種正在全世界范圍內(nèi)開發(fā)的新型綠色能源，因?yàn)閷L(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過程不會(huì)產(chǎn)生輻射或環(huán)境污染，并且可以再生及循環(huán)利用，因此極大的改善電能的利用率。風(fēng)能的開發(fā)和利用在緩解全球能源短缺方面發(fā)揮了重要作用，因此，風(fēng)能的開發(fā)和利用不僅是中國(guó)電力節(jié)能計(jì)劃的重要組成部分，也是各國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)。但是，目前我國(guó)大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電基地相對(duì)較小，而且位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，為了滿足人們的日常生活和生產(chǎn)需要，需要建立大規(guī)模的輸電網(wǎng)，這給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和風(fēng)能的發(fā)展都帶來了沉重的負(fù)擔(dān)與困擾。盡管如此，風(fēng)力發(fā)電仍然是一個(gè)非常有前途的項(xiàng)目，對(duì)于中國(guó)當(dāng)前的“節(jié)能減排”具有深遠(yuǎn)意義。

（四）地?zé)崮馨l(fā)電

近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和能源過度開發(fā)造成的資源匱乏，對(duì)于開發(fā)新能源非常重要。因此，地?zé)崮苄滦颓鍧嵞茉吹暮侠黹_發(fā)利用受到了越來越多的關(guān)注。通過我國(guó)多年積累的地?zé)崮苜Y源開發(fā)技術(shù)，利用地?zé)崮馨l(fā)電的效益得到了明顯提高此外，除了地?zé)岚l(fā)電以外，在利用地?zé)崴l(fā)展溫室農(nóng)業(yè)、建筑供暖和溫泉旅游方面也取得了很大進(jìn)展。因此，我國(guó)地?zé)崮艿陌l(fā)展仍然有很大的進(jìn)步空間。

三、對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃方式分析

（一）電網(wǎng)規(guī)劃整體思路探析

將新能源電力接入到電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，找到合適的接入比例可以最大程度地節(jié)省成本，并確保新能源接入是否會(huì)產(chǎn)生盈利。為了在運(yùn)行過程中提高網(wǎng)格系統(tǒng)的最佳效果，我們需要了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及線路是否過載。因此，相關(guān)人員在進(jìn)行新能源電力接入時(shí)，應(yīng)將相應(yīng)的工作點(diǎn)調(diào)整到最佳位置，并嚴(yán)格禁止超過安全界限，如果系統(tǒng)不能滿足以上兩個(gè)條件，則必須更加重視其影響因素。電網(wǎng)規(guī)劃過程中遇到的各種問題必須一一加以改進(jìn)完善，以確保系統(tǒng)能夠最大程度地滿足新能源電力接入的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）規(guī)劃框架方案探析

由于建設(shè)能力和其他因素的制約，規(guī)劃人員需要做以下工作來制定科學(xué)合理的新能源接入電網(wǎng)規(guī)劃框架方案：首先，必須根據(jù)電網(wǎng)容量制定詳細(xì)的框架方案；其次，計(jì)劃評(píng)估工作，確定框架方案后，有關(guān)人員需要對(duì)不同類型的電網(wǎng)框架方案進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，以判斷出新能源的準(zhǔn)確接入能力。在評(píng)估過程中，如果新能源接入能力可以滿足相關(guān)要求，則可以逐步降低傳輸?shù)妮旊娙萘?，然后相關(guān)人員需要繼續(xù)進(jìn)行評(píng)估，直到新能源接入能力不能達(dá)到相關(guān)要求為止；最后，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃框架方案的運(yùn)營(yíng)成本與相關(guān)投資成本之間的比較確定最終的框架方案。這樣，最終確定的電網(wǎng)規(guī)劃框架方案可以最大程度地做到科學(xué)合理，即可以確保滿足新能源接入的基本要求，并且可以確保電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行期間可以達(dá)到理想狀態(tài)。

（三）接入能力探析

對(duì)電網(wǎng)接入新能源能力的評(píng)估和分析工作，可以通過以月份的形式對(duì)系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并且可以對(duì)每月份中系統(tǒng)電場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和分析。另外，在新能源輸出曲線的模擬實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)妥善處理不同月份之間的相關(guān)曲線工作，最終達(dá)到聚合新能源接入能力的目的，在相應(yīng)的聚合完成后，可以準(zhǔn)確的判定出在輸送能力受限下新能源的接入能力。最后，對(duì)所有新能源進(jìn)行統(tǒng)一核算后，就可以完成輸電狀態(tài)下新能源接入的預(yù)算和接入能力的判定。

四、探析新能源電力的接入對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃所造成的影響

（一）新能源電力接入對(duì)電能質(zhì)量的影響

通過對(duì)太陽能和風(fēng)能等新能源發(fā)電方式的討論和分析，我們了解到新能源發(fā)電將受到天氣的高度限制，所以其波動(dòng)性和間歇性都很高。一般來說，新能源發(fā)電將配備整流逆變器和許多電子設(shè)備，它們或多或少會(huì)產(chǎn)生一些諧波。如果這些諧波電流滲入到電力系統(tǒng)中，將導(dǎo)致電網(wǎng)中的電壓不平衡，從而對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，使來自測(cè)量?jī)x器的測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，增加電網(wǎng)的負(fù)載，并造成繼電保護(hù)和各種自動(dòng)設(shè)備無法正常工作，最終導(dǎo)致電網(wǎng)安全隱患。由于新能源并網(wǎng)電力具有一定例如隨機(jī)性和可調(diào)度性不足的特性，它將產(chǎn)生浪涌電流，引起電網(wǎng)電壓閃變、頻率偏差和波動(dòng)，并導(dǎo)致電網(wǎng)饋線潮流的變化，增加電網(wǎng)的不可控性和調(diào)峰容量的冗余，這些都會(huì)對(duì)新能源電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。

（二）新能源電力接入對(duì)電網(wǎng)安全的影響

在新能源發(fā)電項(xiàng)目中，水力發(fā)電具有能量強(qiáng)和電壓高的特點(diǎn)，但其穩(wěn)定性相對(duì)較差，因此在電網(wǎng)安全方面沒有太大優(yōu)勢(shì)；風(fēng)力發(fā)電相對(duì)安全，可以保證穩(wěn)定運(yùn)行，但是電壓波動(dòng)的頻率較多，存在很多風(fēng)險(xiǎn)和隱患，為了減少事故的發(fā)生，必須對(duì)供電站進(jìn)行復(fù)雜的處理，才可以確保電力的安全使用；太陽能發(fā)電具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，并且在安全用電方面也非常安全，可以大力推廣。在電力系統(tǒng)運(yùn)行期間，可能存在一些潛在的安全隱患。如果處理不當(dāng)，在造成重大經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，還會(huì)有人員傷亡有可能性。因此，有必要做好安全防護(hù)，消除風(fēng)險(xiǎn)隱患，確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，我們需要對(duì)導(dǎo)致電力安全的問題進(jìn)行深入分析，找出造成隱患的因素，制定有效的解決方案，提高電網(wǎng)的安全水平，為電力安全和穩(wěn)定提供有力保障；其次，我們必須始終把安全放在首位，建立全面的保護(hù)措施，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度，減少不確定因素的發(fā)生。隨著電網(wǎng)建設(shè)面積的擴(kuò)大，我們將面臨更多的安全問題，因此有必要提高整體認(rèn)識(shí)，并采用具有更高安全性的新能源發(fā)電方式，以使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定。

（三）新能源電力接入對(duì)輸電方式的影響

新能源發(fā)電模式需要更多的傳輸程序、更嚴(yán)格的要求和更復(fù)雜的傳輸方法。因此，在規(guī)劃新能源電網(wǎng)時(shí)，必須符合國(guó)家新能源研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，并確保其電力設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。在長(zhǎng)距離傳輸過程中，必須注意安全問題，根據(jù)塔架位置、線路架設(shè)和自然環(huán)境等因素進(jìn)行全方位綜合考慮，以確保穩(wěn)定的傳輸并滿足用戶的用電需求。在現(xiàn)階段，我國(guó)的大部分地區(qū)主要使用的仍然是傳統(tǒng)的發(fā)電模式，而新能源發(fā)電仍處于起步階段，想要使新能源發(fā)電起主導(dǎo)作用，作為主要的發(fā)電方式還需要很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展。通過比較發(fā)現(xiàn)太陽能在供電質(zhì)量、電網(wǎng)安全性和傳輸方式方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且太陽能易于收集，不受時(shí)間和空間的限制，具有較高的可操作性。因此，合理利用太陽能是未來的能源供應(yīng)，國(guó)家必須加大對(duì)太陽能的研究開發(fā)，為其提供足夠的資金支持，大力發(fā)展和促進(jìn)電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)。

（四）新能源電力接入對(duì)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的影響

盡管我國(guó)在使用新能源和研發(fā)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。首先，在檢測(cè)方法上，將新能源接入到系統(tǒng)后，就電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性、電能質(zhì)量、低壓穿越能力、逆變器和雙向計(jì)量設(shè)備而言，還沒有完善的檢測(cè)方法。其次，新能源并網(wǎng)接入還將對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生一系列影響，例如電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、電能質(zhì)量和電網(wǎng)調(diào)度等問題。最后，對(duì)于電網(wǎng)接納問題由于技術(shù)原因還沒有完美的解決方案。

結(jié)束語：

當(dāng)前，電力工業(yè)在新能源的研究和利用中仍然存在許多問題，還不能有效地確保新能源電力接入的可行性和安全性，但其發(fā)展?jié)摿κ俏覀儫o法忽視的。在未來的發(fā)展過程中，人類離不開新能源的發(fā)展，因此，必須加大對(duì)新能源發(fā)電的研發(fā)力度，努力完善能源轉(zhuǎn)換技術(shù)。