电网规划中的新能源接入影响分析

发表时间:2021/5/26   来源:《中国电业》2021年2月第5期   作者:高玉雅 蒋超
[导读] 对于电力企业而言,传统的发电方式不够环保,
        高玉雅 蒋超
        国网西安供电公司 陕西 西安710000

        摘要:对于电力企业而言,传统的发电方式不够环保,将各种新能源科学合理地接入电网可以很好地应对与日俱增的能源需求,还有助于保护好我们的环境。因此文章首先对电网规划中的新能源接入情况进行概述,接着分析新能源电力接入后对电网规划的影响,以期与行业内相关人士进行分享交流。
        关键词:电网规划;新能源接入;影响
        引言
        进入21世纪以来煤炭资源日益匮乏,过度开采将直接影响生态平衡和社会可持续发展。因此必须在电网建设过程中引入新能源,如风能、太阳能、核能等,将上述能源中的机械能、内能等转变为电能,实现清洁发电、可持续供电,从根本上改善我国电网经济效益和生态效益。
        1电网规划中的新能源接入情况概述
        1.1太阳能
        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,需要用到单晶硅电池以及其他的设备。
        1.2水力
        根据我国水能资源普查结果的显示,水资源储量丰富,在现有技术体系下可供开发利用的水能资源也十分可观,具有相当大的发展和利用空间,特别是南方的水力资源丰富,加上地势优势容易产生强大的水动能,利用水流过程中产生的重力进行发电,发电效率很高且能够循环利用,清洁无污染,环保又节能,在发电领域有着得天独厚的优势。但是水力发电易受地域限制以及季节性降水的影响,例如长江上游的高山深谷地区在雨季时可提供丰富的电能资源,中下游多丘陵平原,水动力不足,电力产量明显下降,冬季和干旱时期的发电量也远远不够。
        1.3风力
        通过相关的调查我们发现,此阶段国内在新能源的开发方面主要有三大方面。这三个方面最受人欢迎的就是太阳能发电和风能发电,这两种不仅给社会和用户提供了优质的电能,而且效率又高。另外一种就是水力发电,这种新能源的电力开发情况会对水资源需求相对而言比较高一些。首先第一个就是风力发电,风力是一种清洁能源,在新能源发电领域中占有比较大的优势,在我国的大部分平原丘陵地区利用风力发电可以获得较好的投资收益和环境效益,具有很高的发展价值,特别是在风力强劲的北方地区,建立起有效的风力发电系统,不仅建设工期短、投资成本低,能够降低传统资源的消耗,满足该地区对电力的需求,而且还可以为其他行业提供动力需求。但风力发电自身输出的电流具有不稳定性,因此同一个地区不能单独只依靠风力发电方式,必然需要与其他能源合理组合利用。
        2电网规划中的新能源接入影响分析
        2.1对电网电压的影响
        新能源大规模接入后,占据了电网发电量的较大比例,大量发电设备并网运行,虽然对电网电压选择影响较小,但在一定程度上影响着电网内的电压控制,会给电网带来电压波动、畸变率、闪变等问题。例如光伏发电的电量变化有一定的随机性,电网会出现冲击电流,影响到稳态电压与无功特性,造成电网的调峰容量余度变大;太阳能发电时,受光照变化会出现缺额现象,影响该地区的电压质量;水力发电电压较高,但稳定性较差。

因此在进行电网规划的时候,要正视大量新能源接入对电网的正反两方面的影响,不仅要做好新能源入网后电能质量的检测工作,重视远距离和超远距离的输电技术和输电安全,而且应该优化新能源接入的电网技术,保证大规模新能源接入电网后的电能质量。
        2.2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。
        2.3对电网运行的影响
        一是对电网调度的影响,相较于传统发电方式来说,新能源发电随机性较强,基于风力和水力建设的发电厂发电能力无法精确测定,作为电源的可靠性较差,电网需要更多的备用电源和调峰容量,且大规模风电接入后往往会增加电网调度的难度,使得电网运行变得更加复杂和低效;二是会影响整个电网系统的功率平衡,新能源并网后与常规电网的发电机组有功能调节等产生冲突,无法维持电网功率的平衡,从而对电力系统的安全稳定运行产生冲击;三是对电网潮流的影响,由于整个电网潮流注入功率多元化,新能源并入电网的方式以及规模不同,影响对电网损耗的监控,增加电网运行的电能损耗。因此要建立系统综合的评价体系,根据接入形式、新能源出力场景等进行计算分析,分析电源结构、布局和性能、系统运行性能,了解新能源接入的难点、要点、关键点,并从经济实力和电网技术水平来提高其可行性和有效性,使新能源与常规能源、电网协同发展。
        2.4对电网规划改革的影响
        以往我国的发电方式主要靠煤炭燃烧,由于用电量较高,在长时间的消耗后煤炭资源也逐渐面临短缺问题,加之煤矿开采深度不断加深也造成我国的生态环境不断恶化,严重影响我国的国际形象,制约本国经济的可持续发展。因此新时代的电网规划不仅是要解决配电网问题,而且要有效降低国家电网对于传统能源的依赖性,提高电网的供电效率和环保性,新能源的接入恰好符合我国电网的可持续发展最新理念,风力、水力、太阳能等发电方式也有效地改善了我国原有的电网规划缺陷,有利于促进电力行业的健康长远发展。
        结语
        综上可以看出,各能源的发电形式都具有其优势和局限性,但对于电力行业和环保事业来说依然具有很高的发展价值。受限于我国的地形和气候条件影响,电网规划中的新能源接入任重而道远,大规模的、安全而又稳定的新能源发电模式还需进一步研究深入,因此在电网规划阶段,可根据它们的特点进行合理开发,有效增加使用频率和适用范围,以便更好地满足国家发展对于电力的持续性增长需求,为经济生产和日常生活提供重要的保障和动力。
        参考文献
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