摘要：电力资源是社会发展与经济进步的重要基础，在当前能源短缺与环境污染的背景下，如何通过新能源的利用有效拓展电源类型，促进区域电网与新能源电源的协调发展就成为了行业工作者们关注的热点内容之一。我国新疆地区具有丰富的风能、太阳能等清洁型新能源，在相应政策与技术的支持下新能源应用与发展获得了长足的进步。本文以新疆区域电网与新能源电源协调发展为题展开讨论，在分析新能源电源对电网的影响的基础上，详细阐述了新疆新能源发展现状、电网规划以及协调规划的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词：新疆；新能源电源；电网；协调发展；
1新能源电源对电网的影响分析
1.1对电能质量的影响
(1)风电并网对电能质量的影响
在风力发电过程中，风力风向变化会导致一定的出力波动，从而形成发电系统相位、电压、闪变等系列电能质量问题。在风力并网发电的背景下，相应的风电容量比重同样会形成正相关性的频率影响，对电能质量与频率负荷形成干扰。另外，在风电机组并联发电的过程中，系统中的补偿性电容与线路会存在一定的谐振作用，在谐振谐波的影响下电网变压器低压侧的电能质量会受到不良影响。
(2)光伏并网对电能质量的影响
与风力发电相类似，光伏发电过程中相应照度与照射角的变化会导致发电功率的波动问题，在此过程中相应的电压、功率差值会对电网电能质量形成直接的影响。就光伏发电的基本原理来讲，太阳能光伏电池处形成的点位势能需要通过逆变器实现电流转换，而逆变器元件在输入、输出两侧电压匹配的过程中出现差值变化将需要借助外部高次谐波的平衡作用，这种谐波会对电能质量形成一定的影响。当系统出现不对称故障的情况下，变流器会形成一定水平的谐波电流，对系统电能质量形成干扰。
1.2对电网调控的影响
电网调控是一项系统性的工作，需要发电系统中各设备组建的协同合作。就当前的风力发电调控过程而言，在相应的风力发电功率预测环节存在一定的偏差，不能通过准确的预测结果实现精细化的发电计划管理，同时在昼夜气象条件变化的影响下，风力波动变化加剧了功率变化波动，增加了电网负荷峰谷调控的难度。与之相对应的光伏发电过程，在系统发电调峰和调频能力等方面存在一定的不足，加之发电能力有限，往往难以通过有效的调控技术手段实现满足电网的高峰负荷需求，需要投入较多的备用设备才能保证调峰的有效性。同时，由于现场监控技术手段有限，光伏发电在调控实时性方面存在一定的滞后，不能有效应对变换性的发电出力与电能变化需求。
1.3对电网安全的影响
新能源电源并网后的区域电网的安全性条件更为复杂，相应的控制与安全防护体系功能要求更高。就风力发电的过程而言，风电场线路中存在一定的双向潮流现象，这种逆向的电压电流控制极易出现严重的安全问题。同时，在风力发电异步电机工作过程中，出现短路故障后，短路电流存留时间较短，出现故障时往往难以快速有效的定位故障，不能保证保护装置的及时动作。
而光伏发电并网后，传统的单电源电网结构变成了双端甚至多端网络，电网故障条件下的电流大小、相位、持续时间等均会出现较为负载的情况，相应保护系统在不能准确判定故障条件的情况下将会出现误动、拒动等系列问题，严重时会导致熔断器动作失去选择性。在光伏并网电源数量增多的背景下，小规模分布式的电源组成会给电网协调性控制带来一定的难度。
2新疆区域电网与新能源电源协调发展研究
2.1新疆地区新能源与电网概况
截至2016年8月底，新疆全网新能源装机容量为2550万千瓦，占总装机30.85%。新疆电网通过开展电力用户与发电企业直接交易，打捆新能源5亿千瓦时；先后开展两批次的新能源替代自备电厂交易，总成交电量为61.195亿千瓦时；开展疆电外送交易打捆新能源1.9201亿千瓦时。上半年顺利完成85家274万千瓦光伏容量并网，消纳风电、光伏发电126亿千瓦时，同比增长24.75%。
其中，并网风电场主要分布情况：乌鲁木齐达坂城1135MW、吐鲁番小草湖743MW、塔城玛依塔斯495MW、博州阿拉山口198MW、阿勒泰布尔津630MW、哈密北部及东南部地区1805MW等
并网光伏电站主要分布：哈密地区830MWp、吐鲁番地区380MWp、和田地区411MWp、阿克苏地区370MWp、疆南地区320MWp、博州地区160MWp、巴州地区130MWp、阿勒泰地区60MWp、乌鲁木齐地区80MWp、塔城地区30MWp等。
2.2基于新能源发展的电网规划
目前，我国新能源发电迅猛发展的背景下，对电网进行规划时，需要考虑以下几个原则：
(1)新能源电源利用时长控制
在当前的制造与应用成本投入方面，新能源电源发电项目与传统火电厂依然存在一定的差距，需要通过发电时长的控制提升发电收益从而弥补这一不足。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过电源利用时长的提升，单位发电成本投入能够得到有效控制，项目成本投入周期降低，电网系统对于新能源电源的消纳能够实现理想的盈亏平衡，从而为新能源电源的推广应用创造条件。
(2)新能源电源系统优化运行
电力系统运行安全与效率是新能源电源应用中需要考虑的核心问题，在规划过程中应充分考虑电网的承载能力与新能源发电技术的稳定性与安全性，在满足区域用电发展需求的前提下，实现新能源电源与区域电网的有效对接，避免并网发电过程中出现明显的过载、出力不足以及频繁的切投调节控制，以此维持系统的安全稳定运行与整体的经济性。
(3)新能源电源有效消纳
电能的供给与应用是一个同步的过程，因此在新能源电源利用的过程中用重视消纳规划的作用。应结合本地区电网的实际情况，充分考虑各项电力负荷影响因素，科学的选择电网规划数学模型，重点改善调峰电源的对于新能源利用的限制，从整体布局上考虑调峰电源的建设需求，保证电网具备充足的输电能力，使并网后的新能源电源得到有效的消纳。
2.3区域电网与新能源电源协调发展策略研究
（1）技术策略
1.建设电网友好型的新能源电厂
电网友好型的新能源电厂是当前智能电网与新能源技术不断发展背景下出现的概念，此类型电厂综合了基本的新能源发电技术与先进的自动化、信息化控制技术，能够在新能源发电过程中实现有效的发电预测、控制、调度等过程的迅速响应，从而全面提升新能源发电厂的工作效率，与整体安全性。就当前新疆地区的新能源技术储备而言，众多风电、光伏发电已经具备了相应的电网友好型的新能源电厂建设条件，能够通过有效的设备连接与系统运行实现这种新型的新能源电厂运行模式。
2.发展新能源友好型的电网系统
新能源友好型的电网系统需要具备保证电网安全稳定运行的能力，还需要实现更大范围内的电网互联，能够灵活调节电源，能够充分挖掘和调动需求侧资源，具备智能化的新能源调度能力。为满足各级电网调度和监控的需要，需要建设横向集成、纵向贯通区域大电网调度辅助决策支持系统，在电网计划、调度和实时运行的不同阶段，可以实现对电网静态、暂态和动态安全性分析和预警的功能。将风电等变动电源与常规电源的机组进行组合优化。充分利用负荷预测数据和新能源发电功率预测数据，对发电厂划进行合理安排，实现电网优化调度。
（2）管理策略
1.合理规划电网与新能源电源发展规模
要真正实现区域电网与新能源电源的协调发展应首先保证总体规划目标的科学性，合理制定新能源发展目标，充分满足电网输配电调峰需求，引入更多的新能源类型，与既有传统电源共同形成立体化的电网能源体系。在当前可持续发展理念的指导下，新疆地区新能源电源建设规模不断扩大，应进一步提升新能源发电基地的建设规模，对新能源消纳进行有效的长远规划，全面提升新能源电源的利用效率，从而为实现区域电网与新能源电源的协调发展打下基础。
2.提高调度运行水平
调度运行水平的提升是保证各项新能源技术得以有效整合与综合利用的重要环节。在工作过程中，应充分借鉴国内外先进管理经验，对本地区电网调度运行现状进行深入的研究分析，结合新能源电源发展应用的变化趋势对运行调度工作进行调整，实现全方位的运行管理方法与技术升级。同时，在调度运行管理过程中，应重视新技术的引入与应用，构建更为精准高效的新能源电厂调度运行监控网络，借助互联网信息技术实现运行调度升级，提升新能源发电的可控性与可调性，借助更为优良的功率负荷预测方法对新疆地区新能源电源进行分析，提升功率预测精度，增强电网对新能源电源调度和管控能力。
3.完善技术标准及规范
完善技术标准及规范是建设电网友好型的新能源电厂和发展新能源友好型的电网系统的前提和基础，推行统一的技术标准规范，可以有效防止或减少由于技术规范不同给点网带来的安全风险，以更好地整合资源，进一步促进新能源发电设备、生产和制造企业的科学、健康发展。保证新能源电厂相应设备安装运营、维护管理、并网运行等方面的技术标准的完善，使得我国新能源行业标准、检测、认证管理形成基础体系，为新能源行业的规范发展打下坚实的基础。
结语
综上所述，新疆地区在新能源开发与利用方面具有得天独厚的天然优势，在新型技术与管理方法的应用条件下能够实现更先进与深层次的新能源开发利用。在实际工作中，应对新疆地区的新能源发展现状与趋势进行准确的分析，以此为基础制定科学的发展方案，实现新能源与电网的协调发展，从而为新疆地区的可持续发展创造有力的条件，实现经济与环境效益的双丰收。
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论文作者:许昀生
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/8
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