罗云勋
广西电网有限责任公司南宁供电局 广西壮族自治区南宁市 530031
摘要：为了更有效地利用新能源，电力企业要意识到在电网规划中接入新能源的各方面影响，在大面积应用新能源发电模式之前必须要了解不同能源与电力系统结合的特点，评估电力系统吸收新能源的能力，采用合理的新能源消耗比例和新能源发电形式，将电网建设投资经济学与新能源消费有效协调，建立起满足新能源消耗需求的电网规划方法，以较低的新能源消耗成本来提高电网运行质量和效率，获得相应的经济和环境效益，促进电力行业的长远发展。
关键词：电网规划；新能源；接入影响；措施
1新能源接入后电网稳定性分析
1.1能源结构
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。调查数据显示:截止到2019年底广东省电网已开始进行新能源改革,形成了以水电、太阳能、生物质能等于一体的综合型电网系统。该电网系统中主要以水力发电为主,太阳能发电和生物质能发电为辅,实现了多级分层消纳,使电网消纳率达到90%以上,为新时期清洁电网建设和发展奠定了良好的基础。
1.2稳定性分析
频率波动。新能源大规模接入后非常容易造成功率缺额,导致电网中出现明显扰动冲击,进而引起低频故障。如水电接入后导致电网机组掉闸、风电接入后引起电网阻尼震荡等,这些均会影响电网的稳定性。此外新能源接入后还可能引发功率过剩,造成电压、功率等超出设定阈值。长此以往超负荷运行必将引起设备性能受到影响,进而造成电网扰动。尤其是在光伏发电过程中,我国电网现阶段电网一般调频能力较弱,一旦光能接入则非常容易引起发电机组调频压力骤增造成的高频故障,从而造成电网安全系数大打折扣。
孤岛问题。新能源接入电网时非常容易出现由电网运行故障导致的孤岛问题,在规划设计过程中需全面重视。传统电网运行过程中出现故障后往往可以实现二次重合,但新能源接入后电网故障则大多会造成电网电压波动,进而导致断路器切断保护,此时系统断电形成孤岛。如在风电机组设置的过程中大多不具备低压穿越能力,一旦出现电压故障,将直接导致风电机组脱网,严重影响了电网运行的安全效益。
2新能源电力接入后对电网规划的影响
2.1基于新能源发电模式对电网造成的影响
一是大规模集中发电，供电量大，供电稳定，投资收益高。目前，我国水电和核电采用这种模式，但电网规划较为复杂，对电网系统的要求也更为严格。其影响主要体现在功率平衡计算和大功率远距离传输实现中，需要考虑诸多因素，输电通道和输电线路容量规划要求较高，因此，要保证远距离大功率输电的安全经济；另一种是分布式生成，可以应用于广泛的领域。发电设备可在端部附近安装，并随需安装。根据调平调节，满足自身运行要求后，可将电源分配到电网结构供供电。这种发电方式对电网规划的影响主要体现在负荷预测和电网结构方面。负荷预测会影响电网规划的总体发展方向，为电网升级、新建线路、变电站等电网规划提供更多的可能性，但也使电网运行方式复杂化。因此，电网规划设计人员应掌握新能源的发电特点，探索新能源的分布规律和储量，分析电力需求，准确预测负荷分布和结构，在此基础上模拟新能源并网，调整和完善新能源电网规划方案，进一步完善电网结构，合理有效地创新发电领域。
2.2对电网运行的影响
一是对电网调度的影响。与传统发电方式相比，新能源发电具有更大的随机性。基于风电建设的电厂发电能力无法准确测量。作为一种电源，可靠性差。电网需要更多的备用电源和调峰容量，大规模的风电接入往往增加电网调度的难度，使电网运行更加复杂、效率低下；其次，影响整个电网系统的功率平衡。
新能源并网后，将与常规电网中发电机组的功能调节相冲突，无法维持电网的功率平衡，影响电力系统的安全稳定运行；三是对潮流的影响。由于整个电网潮流注入的多样化以及新能源融入电网的方式和规模不同，影响了电网损耗监测，增加了电网运行的功耗。因此，有必要建立综合评价体系，根据接入方式和新能源输出情景进行计算分析，分析电力结构、布局与性能、系统运行性能，了解新能源接入的难点、重点和重点，并从经济实力和电网技术水平两个方面提高其可行性和有效性，使新能源与常规能源协调发展电网。
2.3对电网电压的影响
新能源大规模接入后，在电网发电量中占很大比重。虽然大量的发电设备接入电网，对电网电压的选择影响不大，但在一定程度上影响了电网的电压控制，会给电网带来电压波动、畸变率、闪变等问题。例如，光伏发电量的变化具有一定的随机性，电网会出现冲击电流，从而影响稳态电压和无功功率特性，导致调峰容量冗余增加；在太阳能发电中，由于光照的变化会出现缺电现象，影响区域的电压质量；水电站发电电压高，但稳定性差。因此，在规划电网时，要正视大量新能源接入对电网的正负影响。既要做好新能源接入后的电能质量检测工作，重视远距离、超远距离输电技术和输电安全，又要优化新能源接入电网技术，确保新能源大规模接入电网后的电能质量。
2.4对电网规划改革的积极影响
过去，中国的发电主要依靠燃煤。由于电耗高，煤炭资源在经过长时间的消耗后，逐渐面临短缺的问题。此外，煤炭开采的深入也造成了我国生态环境的持续恶化，严重影响了我国的国际形象，制约了我国经济的可持续发展。因此，新时期的电网规划不仅是为了解决配网问题，更是为了有效降低国家电网对传统能源的依赖，提高电网的供电效率和环境保护。新能源的接入正符合中国电网可持续发展的最新理念。风电、水力发电、太阳能发电等发电方式也有效地改善了我国原有电网规划的缺陷，有利于促进电力行业的健康长远发展。
2.5进行智能协调控制
随着智能电网建设的发展，可以通过智能控制系统在新能源接入过程中完成协调优化，即在实时监测、分析决策、智能切换等基础上，完成接入后的负荷调整和功率调整。，消除电网孤岛对区域输配电的影响。
主站设计。基于电网稳定的智能控制系统主站应包括通信功能、数据处理功能、专家分析决策功能等，前端采集的电网值（包括电网参数、性能参数、运行参数等）应综合集成。通过数据分析和专家决策，快速确定新能源接入后电网的稳定性，并根据区间电压、频率变化和电力情况形成控制指令。一旦出现孤岛问题，及时进行开关保护，确保电网可靠供电。
变电站设置。在设计过程中，应设置与主站的通信装置和数据采集装置。智能仪表、干扰监测装置、频率检测装置等数据应根据电网情况进行采集，并通过GPRS、载波、5g网络等传输至上位机系统，采用HDLC协议进行平滑通信，为新能源并网后电网的运行管理提供了可靠的数据支持。同时在分站设置智能开关装置和智能保护装置，如联动开关、断路器等，并根据主站下达的决策指令执行相应的投切保护动作。
结论
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。
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