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摘要：大规模风电接入给电网发展带来了新的机遇，同时也提出了新的挑战。在我国电网规划过程中应做好风力发电的协调，根据区域用电长远需求，形成全面、科学、安全、可靠的规划方案。要按照预测负荷、能源结构等对电网容量和接入方式进行设置，设计合理系统调峰方案和能源消纳方案，从根本上优化电网电能结构，实现电网运行安全效益和经济效益的最大化。基于此，本文主要探讨了大规模风电接入的电网规划优化。
关键词：电网规划；大规模风电接入；优化
引言
风力发电的应用有效解决了我国用电耗资巨大的问题，虽然在应用风力发电的过程中仍存在某些问题，但在长时间探索下，已经得出了相应的解决对策。为了能够提高我国风力发电的发展水平，需要不断进行风力发电的研究，对其运行使用及其技术方面提出创新，以此促进我国经济社会发展进步。
1电网规划分析
1.1电压等级
这一环节的工作在整个电网规划中所发挥的作用是基础性的，并且电压等级的选择能够直接决定后续电网规划的工作方向与目标，也能够直接左右电网规划的科学与否，联系着电网的安全运行，而电网的规划又会影响项目建设中的许多细节性问题。对此，在具体实践的过程中，技术人员就应当对区域的用电需求做深入的分析，并且要结合地区的基本特征与经济发展水平，以此来规划电网设计的体系，要计算出实际电压的数据，确保实际电压能够和设计电压相吻合，也不能与需求电压之间的落差太大，这样可以为后续的项目开发奠定坚实的物质基础。
1.2供电用电规划
近年来，我国社会经济改革已经取得了较为明显的成效和进步，并且已经进入了稳定上升阶段，由于电力资源本身具有明显的清洁性，所以国家的电力开发也必须符合绿色经济发展的基本需求，但经济建设对电力资源的需求量也在不断增加。再者，电力资源本身就是不可再生资源，所以区域供电和用电就必须应当坚持节约且高效的原则，要对用电情况进行细致分析，并统计出较为精确的数据，为后续供电系统的运行提供准确的参考。而电力单位也应当参照规划设计的相关原则，提高电网运行的高效，要遵循n-1原则，确保用电合法合规与供电的稳定[1]。
1.3电源规划
电源规划是城市电网规划的重要组成部分，电力系统的安全性与电源的分布地点、装机容量有着密不可分的关系。所以在电网规划建设的过程中需要结合计算机技术，参考城市供电记录、供热负荷等数据对电源的发展状况进行一定的预测，城市经济的发展状况、国家的政策方针也对城市电网规划起到了一定的指导作用，所以在制定电源布置方案时，需要进行更科学严谨的研究。受到城市资源、技术资金等无法轻易改变的因素影响，单独城市的供电自主很难及时满足电力需求的增长，所以城市电源规划需要与国家的电力系统建立联系。
2风电接入的输电网规划方法
根据处理不确定性因素的方法不同，可将其划分为基于多场景分析的方法与基于不确定性信息准确建模的方法两大类。
基于多场景分析的方法：基于多场景分析方法通过分析未来的场景将不确定性因素转化为一系列近似值，然后将这些近似值分别构建成一个个场景，最后通过计算与比较得出最好的综合优化方案。这种方法大大降低了电网规划问题的建模和求解难度，但当不确定性的因素过多或变化过于复杂时，问题求解困难[2]。
基于不确定信息准确建模方法：基于不确定性信息准确建模方法是指通过引入随机理论、盲数理论、模糊理论和灰色理论等进行建模求解。
随机理论是指利用随机变量来表示电网规划中的不确定性因素，利用统计参数来表示不确定性的特征，利用概率的方法来描述未来可能产生的场景，并通过随机潮流分析得到电力系统的潮流指标，为系统规划提供数据参考。利用随机理论进行规划提供的信息更全面，更加符合实际场景，所以随机理论在电网规划的研究中得到了广泛的应用。
3大规模风电接入的电网规划优化
3.1风力发电控制系统类型
风力发电控制系统主要有双馈风力发电控制系统和直驱式永磁风力发电控制系统两种类型。双馈风力发电控制系统是风力发电领域中常见且应用最为广泛的系统形式，具有较高的性价比，主要应用于大功率风力发电机中。随着信息化、智能化技术的不断发展，双馈风力发电控制系统也逐渐采用新的控制技术，如恒速恒频控制技术和变速恒频控制技术等，在对发电机进行控制时，普遍采用无功优化控制、矢量控制、直接功率控制以及滑模控制四种方法。直驱式永磁风力发电控制系统在不断发展过程中逐渐应用于小功率风力发电机中，其简单、有效且成本投入较少，主要采用扰动观察控制、转矩反馈控制、最佳叶尖速比控制以及功率反馈控制四种方法[3]。
3.2依照风电容量，合理设置机组
风电规划过程中首先要注重风电场的选址。由于风能大多分布于较为偏远或条件恶劣区域，供能系统往往与负荷系统距离较远，需大面积远程输送，这就要充分做好风电机组选址的规划，使其风机行列距、输电半径等在标准范围内，达到输电效益的最大化。其次，要注重风电场容量的计算，根据容量做好电源接入设计。尤其是大规模风电接入过程中应根据能源的处理场景、通用模型等合理选择接入方式、补偿装置及并网方式等。在接入过程中电源如距离负荷区域较远，则可以选择多点接入，以提升电网的安全性和稳定性，反之则单点接入即可；在补偿装置设置时可根据电压变化情况合理设置电抗器，做好无功补偿，最大限度减少电能损耗；在并网设计时一般采用双回线路，且将系统调速频率调整为50Hz，以保证电网运行的稳定性。最后，要做好冗余设计，根据变电和输电情况形成合理的冗余，如电量冗余、线路冗余、装置冗余等，保证大规模风电接入的科学性和高效性。随着风力发电研发技术的不断升级，多能源大规模输入已经成为电网发展的必然方向，在其规划设计中必须为风力发电预留充足的“空间”。
3.3设置配套装置，做好调峰调频
风电的随机波动性、间歇性、可控性差、可预测性弱等特点，不能像常规机组一样控制机组的输出功率。因此，在大规模风电接入后应做好调峰调频机组建设，通过调峰电源和大规模风电接入叠加，保证电网出力稳定，从而避免电压失衡问题。可以根据电网规划模型、网络损耗情况等合理进行大规模风电接入下的情景分析，全面把握能源间歇性出力造成的负荷波动、电网损耗等，开展相应动态调整。如根据能源网格开展层次分析（AHP），确定多能源下的网格时序，开展面向目标网架的动态优化设计。可以将光伏发电和风电构成互补系统，以火电作为基荷，热电作为腰荷，抽水蓄能水电作为短时峰荷，通过调峰实现有功功率平稳处理，提升大规模风电接入的稳定性[4]。
结束语
风力发电作为新能源发电技术的一种，已经得到了广泛的应用。依据我国风资源的分布状况，采用建设大规模风电场与集中并网的发展方式，但这种方式会造成系统不稳定和建设成本过高的弊端，因此，对含有风电的输电网规划优化问题的研究具有一定的技术价值。
参考文献
[1]侯勇.考虑风电接入的电源电网协调规划[J].科技致富向导,2014(35):103.
[2]张奇林.大规模风电接入对湖南电网规划影响的研究[D].华北电力大学,2014
[3]赵林果.大规模风电并网条件下的电力系统调度探析[J].中国设备工程,2021(04):233-234.
[4]包曼,张红旗,吴昊,张朝.含大规模风电接入的电力系统经济调度研究[J].节能,2020,39(12):105-107