摘要:随着当前我们国家对于环境污染的大力遏制以及对环境保护的全面推行,以火电为代表的传统重污染发电手段正在被逐步控制,清洁高效的能源手段才可以保证我们在享受充足能源带来的红利前提下还可以保护好我们的社会环境。新能源的出现给我们带来了一个新的思路,一个可以保证不拖累经济发展的前提下还可以保护环境的新思路。新能源的应用对实现节能降耗减排目标起着至关重要的作用,但是整体上新能源的应用发展与电网规划之间还存在一些不协调甚至矛盾的问题,为促进新能源发展与电网规划协调,必须加强对电网规划中关键技术的研究。
关键词:新能源;电网规划;关键技术
引言
在国际上新能源得到了快速发展,并且取得了显著的效益,但是在发展新能源的同时促使电网规划存在一些方面的问题,包括新能源应用与电网规划之间很难融合等,因此一定要加强这一问题的分析,对新能源发展的电网规划关键技术进行更深层次的研究,进而保证规模比较大的新能源并网运行的稳定性、安全性以及可靠性。
1新能源特点
据相关统计调查显示,我国的发电能源主要包括煤炭、水、核、气、油和新能源,而当前这些发电能源的使用占比分别为69.9%,20.2%,3.2%,4.9%,0.6%和1.2%,新能源具有着优良的应用前景,对于我国的可持续发展至关重要,而当前新能源在发电能源使用占比中仅占1.2%,说明新能源作为发电能源的使用仍然具有较大的空间,以下对新能源的特点进行介绍:
(1)风力发电,这种发电方式是我国产生新能源的主要方式之一,具有着较大的应用范围,但同时这种发电方式也具有着明显的地域局限性,在风力资源发达的地区具有较高的应用优势,考虑到风力属于自然资源,其受到天气因素的影响也较为严重,在各个地区具有着不同程度的发电不稳定性。
(2)太阳能发电,这种发电方式主要依靠太阳的辐射能量进行新能源的生产,受到星体运动的影响,太阳能发电方式具有着显著的昼夜交替特征,不可持续产生新能源。
(3)海洋能发电,这种新能源主要来源于海水运动产生的能量,受到海水流动的影响,在发电稳定性上存在一定缺陷。
2协同新能源发展的电网规划关键技术
2.1建立能源互联网
随着信息技术的不断发展,基互联网融合传统产业的概念被提出,这给新能源技术接入电网带来了新的机遇。能源互联网的主要特点是数据公开透明、供需分散、能量互补、设备智能以及系统扁平化,通过加强对分布式电源的运行管理,特别是目前存在的光伏、风电等分布式电源,运用能源互联网,采用各种通信方式将分布式电源纳入数据采集与监视控制系统,有利于地区负荷的准确预测和负荷的平衡。
2.2开展新能源并网运行评估
对于风力和光伏发电而言,具有较强的间歇性和随机性,在电网实际运行的过程中会产生安全稳定等问题,因此要积极开展新能源的电力系统仿真分析工作,借助成熟的软件模型,对新能源大规模接入后的电网运行状况予以模拟,评估过程中需要结合经济性、稳定性、安全性、可靠性以及合理性等予以综合考虑,寻找系统中需要改善的环节,保证电网安全稳定运行。建立新能源随机运行模拟模型、电力系统运行环节模拟模型以及传统机组运行方式的模型,以电网规划方案为依据,在确定的系统运行模式下开展全年运行模拟,对长期运行下的系统形态,采用概率化的评价方法,对规划决策的环保性、适应性、经济性以及安全可靠性予以评估,从而对电网规划方案的经济性与合理性予以评价。这一过程中遇到的关键问题包括最小化弃光、弃风的优化运行方法,常规能源与新能源的联合运行模拟,新能源发电系统的运行模拟建模以及机组检修过程中的数学建模等。
2.3优化新能源接入电网技术
在不断加大新能源渗透率的同时,对系统接纳波动性发电的能力要求也越高,要求既不能由于网络的容量冗余而导致资源浪费,也不能产生因为电网约束而削弱新能源的能力。新能源大规模接入电网后,在电网规划的过程中,需要充分考虑新能源处理的场景、新能源接入的电网通用模型。可从以下几个方面提供规划技术支撑:
2.3.1合理选择新能源接入方式
(1)单点接入方式。选择这种接入方式时,应该充分认识到分布式电源分布位置与节点电压的关系,切实掌握节点电压的极限值,一般来说,分布式电源在系统末端接入时对整个电力网络的影响最为严重。因此,在选择单点接入方式时,应尽量远离电力系统末端,缩短电气传输距离,加强系统控制。
(2)多点接入方式。这种电力接入方式在新能源接入电力网络时的应用,主要受到分布式电源接入位置的影响,一般来说,应用这种接入方式的电源接入位置处于电力系统末端,为了降低对电力系统节点电压的影响,可以合理设置多个接入位置,分析系统稳定性,从而保障新能源的正常应用,保证接入方式的合理性和能源接入效果。可以利用物联网的信息集成功能对电力系统的运行状态进行动态监控,实现故障提前预警,切实保障电力系统的运行稳定性。
2.3.2加装无功补偿装置
如果分布式电源接入电网单点并网,接入点电压将会大幅度提升。为了保证接入点电压在正常阈值内运行,应该在电源接入点安装合适容量的无功补偿装置,如电抗器等。当分布式电源采用多点接入电网时,为了保证无功补偿方案的经济性、合理性,应采用分布式电源接入的最佳无功优化方案,在电力系统的接入点配置数台无功补偿装置。
2.3.3合理设置双回线路
电力系统在社会生产和人民正常生活中扮演了不可或缺的角色,实现了能源的有效转换,成为了能源输出的主要渠道,为了进一步促进新能源的大范围应用,降低我国的能源应用压力,应该针对新能源的应用影响,在电力网络中合理设置双回线路,以下对其进行介绍:考虑到新能源生产具有的显著地域性和集聚性特征,在电力网络的某一区域中将存在较多的新能源接入点,而某区域中可能存在少量或不存在新能源接入点。基于这种新能源的接入特征,新能源接入较多的电网区域出现故障的频率较高。单一线路在出现输电故障时,往往会直接影响整个系统的运行,因此,为了保障运行稳定性,可以在某些区域中设置双回线路,切实避免孤岛效应的出现,提升电力输送的稳定性。在双回线路设置后,当新能源的一条输送线路产生故障时,新能源就可以借助另一条线路进行正常输送,维护供电频率的稳定。
2.4提高电网对新能源的消纳能力
为构建可以合理消纳新能源的电网,必须做好协同新能源发展的电网规划建设工作,通过合理的规划提高电网对于新能源的消纳能力,能在保证整个电力系统正常运行、电能质量稳定的基础上充分发挥好新能源并网发电对节能环保的作用。为了能合理地消纳新能源,必须控制好建设运行的成本,同时保证电力系统的灵活,使其可以很好地承受因为新能源并网给整个电网带来的波动。
结语
综上所述,电网规划是否科学合理将影响电力系统的运行,而电力系统运行是否安全可靠将直接关系到日常生产生活,甚至对国民经济的发展、社会的稳定也会产生一定影响。在新能源快速发展和广泛应用的过程中,也要注意新能源和电网规划协调性的问题,及时发现电网规划中存在的问题并改正,将新能源技术积极应用到电力系统中,不断优化电网规划可提高电力系统的运行效率,保证系统运行安全可靠。
参考文献
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