计 媛
国网新疆电力有限公司喀什供电公司 新疆 喀什 844000
摘要:随着新能源的快速发展,研究新形势下电网规划的关键技术迫在眉睫。梳理了协同新能源大规模发展的电网规划的总体思路和工作流程,总结了面对新能源并网的电网规划工作的主要环节和步骤。根据电网规划工作的实际要求,着重从新能源出力特性分析、大规模新能源对电网的影响分析、大规模新能源并网运行评估技术、大规模新能源接入的电网规划方法等几个方面,对电网规划工作中的主要问题和关键技术进行了分析和评述,并指出未来的主要研究目标。
关键词:电力系统;电网规划;新能源;运行模拟
引言
新能源区别于传统能源，具有可再生、储量大、污染小的优势，新能源的广泛应用，能够切实降低我国的传统能源消耗量，从而缓解我国的能源应用压力.电力系统事关国计民生和社会发展，与能源供给具有密不可分的关系，而构建协同新能源发展的电网规划则是支持我国能源事业持续健康推进的重要基础。
1新能源的应用对电能质量的影响
电压是衡量电能质量的一个关键参数，只有当电压稳定的合适的范围内时，电网的正常运行才有保障。由于风的波动性和不稳性造成风电机组输出功率波动。输出功率的波动会引起电压波动、电压偏差以及闪变等电能质量的问题。对于大型电网来说，可以忽略小容量风力发电引入的频率的变化。但是当大容量风力发电被引入电网时，风力发电造成的频率不稳定性就不能够被忽略。随着电网规模的增大，频率不稳定性造成的影响也随着放大。
2新能源的应用对电网调峰的影响
决定电网调峰能力的主要因素有电源结构以及备用容量大小、地区负荷水平以及特性等等。由于目前风力发电的输出功率不可精准测量，因此风力发电也无法纳入日常发电计划。并且，当昼夜温差加大时，风力发电的不稳定性加大，这也进一步增加了负荷谷峰差。调度人员需要在确定用于平衡负荷波动的电网可调峰容量的同时，考虑平衡风力发电波动的调峰容量。另外，当风力发电特性与负荷特性相反时，调峰难度会大大增加，这时势必会增加电网调峰费用，造成不必要的浪费。不仅风力发电会对电网调峰产生影响，太阳能发电也会对电网调峰产生影响。太阳能发电系统不具备自主调峰和调频的能力，发电系统需要额外准备旋转备用机组，才能解决太阳能发电调峰、调频问题。
3新能源的应用对电网安全控制的影响
连接电网和风力发电系统的线路会产生双向电流，会对电网的安全控制产生影响。在有风期间，电网与风力发电机组一直连接，当风速一直变化时，风力发电机组频繁切换导致接触器损伤。如果只让风力发电机组短暂运行，这就会使风力发电机组和电网的连接线产生双向电路，这对电网的继电器提出了更高的要求。由于异步发电机没有独立的励磁装置，在发生电路短路故障时，在电路中仅能产生微小电流。风力发电技术的难点之一就是在发生电路故障时测量出微小电流以确定电路故障发生点，使得保护装置及时做出响应，这对保护装置的灵敏度提出了更高的要求。
4协同新能源发展的电网规划路径
4.1建立能源互联网
根据国网能源研究院发布的《中国新能源发电分析报告》显示，2017年全国新能源发电量为4238亿kW·h，2018年全国新能源发电量为5435亿kW·h，同比增长29%，2017年新能源发电量占比为6.6%，2018年新能源发电量占比为7.8%，同比提高1.2个百分点.协同新能源发展的电网规划要想取得实质性的应用成效，带动我国能源格局建设步伐，必须建立能源互联网，以下对其进行介绍:基于新能源的应用优势和新能源的主要特征，在建设协同新能源发展的电网规划过程中，相关人员应该建立全局性的意识，精准识别能源互联网的建设要素，为了满足能源输出需求和新能源接入需求，能源互联网主要包括实体层、数据信息层和运营平台层.在实体层构建中，主要包括微电网建设、分布式发电系统建设、增量配网系统建设和售电系统建设，而数据信息层发挥了当前的数据信息传输优势，利用大数据分析技术实现了数据交换，保证了数据安全，构建了新能源的智能交易体系.在运营平台层构建过程中，可以合理地融入人工智能技术，对微电网进行管理，同时分析当前我国的能源应用需求，进行需求侧管理，统筹综合能源服务方向和资源，建立完善的能源管理格局。
4.2整合系统综合评价体系
上文分析了新能源的应用影响，可见新能源在电力网络中的输入将增加电力网络的运行隐患，为了切实保障电力网络的正常运行状态，在建立协同新能源发展的电网规划过程中，应该整合系统综合评价体系，以下对其进行介绍:系统综合评价体系的主要功能是识别新能源在电力网络中的应用隐患，通过充分获知电力网络的整体运行状态以及电力网络系统中电气设备的运行情况，实现故障提前预警，支持了电力网络维护人员和管理人员对电气设备和电力系统进行全面优化，切实保证了新能源的应用稳定性.在系统综合评价体系的建设过程中，相关人员可以合理地应用物联网技术和人工智能技术，实现信息的充分搜集和整合，在互联网技术和人工智能技术的支持下，信息的整合效率大大提升，可以远程监管电力网络的运行状态，并快速完成故障定位，大大降低了新能源在电力网络中应用风险性，有助于新能源在电力网络中的长期稳定输入。
4.3优化新能源接入的电网技术
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：（1）合理选择新能源接入电网的方式分布式电源越接近电力系统末端，对节点电压的提升越大。如果选择单点接入，为了保证节点电压不超过阈值运行，尽量避免将分布式电源安装在点电力系统末端，并保证分布式电源接入点尽量靠近电力系统，减小电气传输距离。如果分布式电源的接入点只能在电力系统末端接入，则将分布式电源的接入方式改为多点接入，这样可以将节点电压控制在正常阈值内。（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。（3）并网较多区域设置双回线路在电力系统与新能源接入较多的电网区域之间，采用双回线路。双回线路可防止单一线路出现故障时，片区出现孤岛供电。孤岛供电会对电力系统、运维人员等造成危害，新能源接入电网规划时要尽量避免此类情况发生。而且孤岛供电将会出现负荷的供需不平衡，严重损害电能质量，降低配网的供电可靠性。当孤岛供电情况出现时，解决方法为将调速系统的频率自动跟踪模式改为手动设置频率50Hz，以保证孤岛区域频率的稳定，提高故障时孤岛运行的稳定性。
5结语
新能源技术并入电网规划方案的制定面临着更大的不确定性，难度非常大。它对电力系统运行的可靠性、安全性、经济性提出了更高的标准和要求。本文对新能源技术并入电网以及新能源技术与电网规划协调发展工作做出了初步分析，分析了新能源技术的优缺点以及并入电网之后对原有电网架构带来的影响作了详细分析，最终给出了协同新能源发展的电网规划总体思路。希望本文的研究成果能对新时代背景下协调新能源发展的电网规划提供有益借鉴。
参考文献：
[1]钟苏帆.协同新能源发展的电网规划关键技术探讨[J].电子世界，2019（24):74-75.
[2]朱思曈，姜浩潍.基于新能源协同发展的电网规划关键技术探讨[J].中国设备工程，2019（4):179-180.
[3]刘伟.新能源发展的电网规划关键技术研究[J].现代国企研究，2018（18):102.