新能源大规模接入对电网安全稳定运行的影响分析

发表时间:2021/4/12   来源:《当代电力文化》2020年28期   作者:王晓丽1 马龙2
[导读] 电力作为现代社会最基础的能源之一在各个行业中发挥着极为重要的作用。
        王晓丽1 马龙2
        1.新疆新能电力建设科技发展有限公司  新疆乌鲁木齐  830000   2.特变电工新疆新能源股份有限公司  新疆乌鲁木齐830000
        摘要:电力作为现代社会最基础的能源之一在各个行业中发挥着极为重要的作用。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。本文就新能源大规模接入对电网安全稳定运行的影响展开探讨。
        关键词:新能源;电网;安全稳定
        引言
        当前,我国的电网表现出大容量、多回路、直流输送等特点,风力和光伏大规模混联电网发电网全新形态。由于此类电网的结构相对复杂,并且元件多样化,使得系统应用过程会产生大干扰问题,对于交直流系统稳定运行带来极大挑战。电力系统的稳定性,和电力能源的高效利用息息相关。
        1新能源电力系统主要发电类型
        1.1太阳能发电
        太阳本身就聚集了无数的能量和能源,太阳能也是中国丰富资源的一种类型,我们也可以通过使用太阳能发电,让经济发展和保护生态系统同步进行。根据中国的地理环境和地理位置,基本上有4/5左右的地区都会有太阳能的广泛分布,太阳能资源特别丰富的地区有西藏银川等地方,就可以根据这些太阳能做发电工作,太阳能发电的主要步骤就是要对太阳能进行合理的收集和存储,将这些存储的太阳能转化为电能。同时也需要在整个转化过程中采用相关的发电技术,比如我国现在重点研究的一种光伏发电,就可以直接将光能转化为电能,发电原理依靠半导体设备吸收太阳的某些能量波。的过程中,我们需要用到单晶硅电池以及其他的设备。
        1.2风力发电
        风力发电主要是将风能向电能转化,使用风力发电机,利用风力带动风车旋转,提高增速机转速。风力发电原理简单,主要是将风动能向风轮轴机械能转化。风力发电和分离器的输出功率、风速相关,由于自然界当中风速不稳,因此,发电过程输出功率也存在不稳定现象,风力发电机所输出电能需要存储在储能设备当中,不可直接和电器相连。我国拥有大量的风能资源,并且风力发电过程成本较低,技术运用成熟,但是也存在对应不足之处,即风力发电具有不稳定性特点。
        1.3水力发电
        水资源在我们的生活中随处可见,而且水也是整个大自然中最有强大能量的一类资源,所以在发电方面也承担着不可多得的重任,我们可以运用相关的物理学原理,将于水的重力势能转化为电能。是就是水力发电需要的外观条件比较困难,要想成功地做到水力发电,需要做很多前期准备工作。
        1.4光伏发电
        光伏发电利用太阳能电池板作为组件,配合逆变器、控制器等元件共同组成发电系统,光伏发电应用领域广泛,既可用于航天器,也可用于家用电源,使用电太阳能电池作为基本元件。光伏发电不但安全可靠,而且无污染,太阳能来源广,无须架设线路。但是太阳能发电也有不稳定性、间歇性等特点,电池板的使用年限在20~30年之间,制作过程需要使用硅、硼等化学物质,容易造成其他污染。
        2新能源发电并网对现有电网的影响
        2.1加大电网系统运行不确定性
        当前并网发电的新能源主要有太阳能、风能。以风力发电为例,我国利用风能的区域主要集中在西北部。

常规情况下,风力波动和变化会影响发电的稳定性,大部分时间,风力发电在零风速和风速之间摆动,导致风力发电稳定性较差。不同时间,不同季节,不同地形对风力发电也产生不同的影响,风力带来的可变现电力有限,不确定性较高,这种不确定性在风力发电并入整体管网当中时,会增加电力分给的难度,让电源结构的安全性和稳定性下降。同样,利用太阳能发电同样也会因自然条件限制,产生不确定性,给并入管网带来更大挑战。
        2.2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。
        2.3冲击系统稳定性
        单一供电模式下,整个配电系统的潮流是向着同一方向进发的。当新能源发电并入电网后,让整个配电系统的潮流发生极大变化。新能源发电输出的电能比较大的时候,超出了原系统供电负荷,或者预期输出的电能不足时,会将整个电网系统陷于紊乱状态,甚至导致整个电网的电气设备出现问题,则电力系统的可靠性无法保障,电压稳定性受损。除了会给电网带来一定的危害以外,还会影响电网用户体验。一般情况下,用户使用的用电设备能够正常运行乣稳定的电压和电流,但是新能源供电无法保证供电稳定性,电压电流出现不稳定反常情况,对用户的用电设备使用寿命产生严重损害。
        3面向新能源的电网规划办法
        3.1选择合理的新能源接入方式
        为有效防范新能源在电网接入方面产生的风险隐患,从根本上提高电网运行的平稳水平,应当选取更加科学的新能源接入模式,详细而言:(1)单点接入模式。采用这种接入模式时必须要深刻认识到节点电压与分布型电源分布地点间的内在联系,从而对节点电压的极限数值进行管控。一般状况下分布型电源通常会在系统的尾部接入的时候对电网造成重大影响,为此运用这种接入模式的时候应当尽可能与电网末端保持较大的间距,尽量缩小电气运输距离,进而提高系统的管控水平。(2)多点接入模式。采用这种接入模式时通常会受到分布型电源接入地点的影响,一般状况下采用这种接入模式的电源接入地点皆处于电网尾部,为此为减小给电网节点电压带来的不良影响,通常采用设立多接入点的模式,这样能够更为精准的评判系统运行状态,进而保证新能源的安全使用,可以保证接入模式的科学性和新能源的接入成效。此外,可利用物联网信息集成性能监视电网运行形态,可以对隐秘性隐患进行提早预警,可以从根本上保障电网运行的安全、平稳。
        3.2建立健全电力规划管理体系
        国家应建立电力规划总管理体制,并不断加以完善健全,加强电力主管部门、电力企业、科研单位之间的协调合作,探讨新能源接入问题,合理规划、设计、组织、分配,充分发挥科技力量、知识力量、实践力量,保证电力总体规划协调高效。
        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]王俊,顾尧.新能源电力接入对电网规划的影响思考[J].科技创新导报,2018,15(36):220+222.
        [12]代万虎.新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].科学咨询(科技·管理),2020(09):100.
        [3]艾欣,董春发.储能技术在新能源电力系统中的研究综述[J].现代电力,2020,32(05):1-9.
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