电网规划中的新能源接入影响分析

发表时间:2021/3/25   来源:《中国电业》2021年1期   作者:吴建军
[导读] 基于新能源电力发展的状况,阐述新能源电力接入对电网规划产生的影响
        吴建军
        国网新疆电力有限公司喀什供电公司  新疆  喀什  844000
        
        摘要:基于新能源电力发展的状况,阐述新能源电力接入对电网规划产生的影响,包括电网规划整体思路、规划框架方案、接入能力的探析,以及新能源电力的接入对电网规划所造成的影响。
        关键词:新能源,发电,并网,电能质量
        引言
        电力能源在我国社会经济快速发展中扮演着非常重要的角色,电力能源在我国居民生活中更是如此。各行各业都需要电力能源的支撑才能顺利开展,电力能源就是一切行业顺利发展的前提和基础,随着人们对电力能源需求的不断增大,我们专注于开采新的能源,破坏了当地稳定的生态环境,环境保护的问题也愈发愈严重。在能源开采和生态系统中我们必须找到一个平衡点,环保型的新能源电力将会是未来电力领域发展的一大方向。
        1新能源概述
        1.1新能源的含义
        常规能源是指技术上已经成熟,并且已经得到推广的能源,如大中型水电、天然气、石油以及煤等都属于常规能源。新能源指的是除去常规能源之外的多种能源形式,又可以称为非常规能源,是当前正在积极研究、正在开发利用的仍处于推广状态的能源,例如核聚变能、生物质能、海洋能、风能、地热能以及太阳能等。
        1.2当前主要的新能源形式
        根据当前的技术发展水平,电力系统、电力规划中以太阳能发电与风电发电为主要发电形式。我国高度重视太阳能发电技术,不断加大对这种新能源的规划、研究与应用,由于相关政策的支持,2013年后我国的光伏发电呈现跨越式发展。就风力发电而言,世界各国都较为重视这一风能的重要利用形式。近年来我国的风电也呈现出迅速发展的趋势。对风力发电的技术以及形式的关注程度正在不断加大,一系列研究也随之展开,呈现出不断深化、提高的发展趋势。总的看来,各种新能源都具有广阔的发展空间与重要的应用价值,随着科学研究的不断加深,这些新能源在各个领域中都将发挥极高的应用价值。
        2新能源接入对电网的影响
        新能源的发电出力特点是具有极强的随机性,新能源并网后,一旦出现出力变化,将引起电网发生频繁波动的潮流,影响电网系统调度、电网系统经济性、可靠性及安全性。
        2.1对电网稳定性的影响
        如果地区电网足够强壮,则系统发生故障后,风电机组或光伏电站在故障清除后能够恢复机端电压并稳定运行,地区电网的暂态电压稳定性便能够得到保证;如果地区电网较弱,则风电机组或光伏电站在系统故障清除后,无法重新建立机端电压,风电机组运行超速失去稳定,就会引起地区电网暂态电压稳定性的破坏。
        2.2对电网潮流的影响
        光伏电站、风电等新能源,尤其是大容量的风电场接入电力系统后,风电场向系统发出有功功率,吸收无功功率,改变了传统的电源功率单向流动的特点,因此在电网规划中,有必要研究新能源电源接入电力系统后的潮流。
        2.3对电网调度的影响
        传统的发电计划基于电源的可靠性以及负荷的可预测性,以这两点为基础,发电计划的制定和实施有了可靠的保证。但是系统内含有风电场或光伏电站,其出力有极大的随机性,如果把风电场或光伏电站看作负的负荷,很难准确测定;如果把风电场或光伏电站看作电源,可靠性没有保证。一般而言,地区负荷特性往往与风电场风电功率特性相反,称之为风电的反调峰特性,导致大规模风电接入后往往会增加电网调度的难度,需要电网留有更多的备用电源和调峰容量,这将给电网带来附加的经济投入,增加电网运行的费用。


        3新能源电力接入对电网规划产生的影响
        3.1电网规划整体思路探析
        当我们将新能源电力和电网系统连接在一起的时候,就必须提前找到合适的平衡点和相关的比例,节约整个过程中的成本,另外也要注意新能源的接入是否能给相关的企业或者单位带来盈利。如果将新能源电力接入不能带来一定的可效利润,那么,我们就需要对电网规划做重新考虑和设计,重新将新能源电力做一个合适的定位。另外,我们为了保证电网系统的最佳效果,就必须了解相应的设备是否可以正常工作,以及电网运行的路线是否在合理的承重量内。此外,我们也知道在电网规划中一定要考虑,能源电力的接入会不会给电网的电压带来一定的负面影响,有时候在光伏发电的过程中会遇到恶劣的天气状况,所以发现的时候可能会出现一些停顿和故障,电量的变化也会随之而有所上下波动。所以相关的工作人员在新能源电力接入的过程中,需要找到一个合适的工作点,坚持以安全生产为原则。我们不能满足相关的安全要求和经济要求,就需要进一步的完善电网的整体规划,确保相关的电力系统能够和新能源电力的接入达到一个平衡状态。
        3.2规划框架方案分析
        新能源电力接入一定会给电网规划带来一定的改变和影响,这也就要求相关的规划人员根据实际的新能源接入电网情况,制定出一个合理科学的规划框架方案[1]。首先我们就必须要依据整个电网的容量对规划框架做初步的预判工作,紧接着针对相关方案做细节上的评估和研究,当完成好整个计划的评估工作以后,才能完整的确定出规划框架的方案。另外,我们也要对不同类型的电网框架方案做出一个详细的研究报告,通过该研究报告,我们可以作为新能源准确接入的依据和标准,如果新能源接入电力,可以满足相关的要求就可以适当降低传输中的输电容量,这样也能够减少相应的支出成本。电网规划框架方案的运营成本和投资相关成本也是规划框架方案探究的一部分因素,只有综合考虑这些外在条件,我们才能保证电网系统在运行过程中和预期中的一样完美。
        3.3接入能力的探析
        我们在完成对电网接入新能源能力的预测和分析工作以后,得出来的相关数据可以按照月份的模板进行系统化的整理和分析,根据每一个月中系统电厂的实际状态,做出更有准确性的分析报告。除此之外,我们还可以结合新能源输出曲线,有针对性的解决不同月份之间的曲线模型,最终准确的计算出输送能力范围下新能源接入的能力。
        4新能源电力的接入对电网运行的影响
        4.1新能源电力接入对电能质量的影响
        新能源发电的方式必定会受到一些外在因素的影响,比如季节和温度都会影响新能源发电的状态,从而使得这些新能源发电在波动性和间歇性方面都比传统能源发电要高一些。简单来讲,新能源发电会使用相应的机械设备和电子设备,谐波就是这样产生而来的,若这些谐波电流和电力系统融为一体,就很有可能导致电网中的电压处于非平衡状态,进而破坏电能的质量,给电能质量方面产生一定的负面影响,有时候还会导致相关的数据计算仪器计算的结果不准确,增加整个电网的负载,最终使得各个自动化设备无法按照正常状态进行相关的工作,给整个电网的安全运行埋下隐患。新能源并网电力最大的不足就在于它的随机性和可调度性,会给整个电网稳定运行带来非常大的麻烦。
        4.2新能源电力接入对电网安全的影响
        在以上几种新能源发电方式中最有安全隐患的就是水力发电,会发电最显著的特点就是它的能量太强,电压太高,所以导致发电过程中的稳定性效果不够好。所以这就导致了新能源电力接入在电网安全方面没有太大的保障,风力发电相对而言还是比较安全的,只不过是我们为了保证风力发电的稳定工作,电压波动的频率就比较多,也会带来一定的安全隐患。在电力系统运行的整个过程中,我们必须要妥善处理这些复杂的风险与隐患,一旦涉及人身安全的问题,我们就需要慎重的考虑和解决。新能源电力接入过程中,我们要提高电网运行的安全程度,保证电力系统不受隐患干扰正常的工作。另外,我们也需要建立相应的安全防护措施,这样才能在意外来临的时候,将伤害降到最低。
        5结语
        新能源电力虽然取得了一定的成效,但是依旧存在相当一部分的电力企业在新能源研究和利用中由于考虑不够充分,在新能源接入电力系统中,就安全运行和电能质量等等方面没有做出一个详细的检测方法,造成意外事故。我们要不断努力将新能源并网接入到电力系统中,完善相应的技术。
参考文献:
[1]赵宏.电网规划设计的关键问题与技术分析[J].中国高新区,2018,(13):172.
[2]张红宇.新能源发展的电网规划关键技术研究[J].科技风,2017,(26):167.
[3]杨恒刚.城市电网规划设计的关键技术分析[J].科技视界,2017,(28):130,144.
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