探析新能源发电接入及对电网规划的影响论文_张艳,王琳

探析新能源发电接入及对电网规划的影响论文_张艳,王琳

(国网天津东丽公司 天津 300300)

摘要:新能源是指可持续利用的资源,新能源发电在我国主要是指利用风力、水力、核能和太阳能进行发电,并保持持久稳定的供电。我国目前的新能源开发已经走在了世界的前列,对其利用程度也较为深入,但新能源发电的接入,同时也给我国的电网规划带来了深刻的影响。

关键词:新能源;发电接入;电网规划;影响

近年来我国的社会经济飞速发展,能源需求也大大增加,但是我国能源的利用率比较低,在开发时对环境的破坏比较严重,并且能源供需两者之间的矛盾日益增大,因此,能源安全与环境保护的问题层出不穷,严重影响到我国社会经济的发展、经济发展和环境保护两者之间的问题,我国经济发展中一项重要的问题、在能源的利用上要尽量使用那些清洁环保的新能源,这也是我国电力系统发展的新方向。

一、新能源发电特点

第一,风电和光伏发电具有间歇性和波动性。风电机组的出力是根据风速情况随机变化的,不能保持可控恒定输出。同理,光伏电站的出力受到太阳辐照强度的影响,也不能保持可控恒定输出,这是风电和光伏发电最大的缺点。风电场和光伏电站出力的间歇性和波动性将影响系统的可靠性,引起系统更多的调峰和备用容量需求,使得常规发电机组需要增加启停次数。从电源可靠性角度看,风电和光伏发电仅提供电量而不能提供与其装机容量相匹配的容量。第二,风力发电一般表现为反调峰特性,而光伏发电则表现为正调峰特性。风电场的出力一般是夜晚大于白天,而负荷变化规律与此刚好相反。由于风电机组的输出功率无法像常规机组一样灵活地控制,可控性差,因此,风电并网后将增大电网的净负荷峰谷差。而光伏发电的出力则是白天出力最大,晚上出力为零,与负荷变化规律基本相同,因此光伏发电并网后将减小电网的净负荷峰谷差。故风电和光伏发电表现出相反的调峰特性,对净负荷峰谷差的影响取决于风电和光伏发电发电量。

二、新能源发展现状和趋势

2.1新能源概念

按照联合国相关会议的定义,可再生新能源有:油页岩、蓄力、太阳能、地热能、潮汐能、风能、海水温差能、木材木炭和生物质转换以及说能。这几大类。当然,每个国家对这些名词的叫法大有不同支出,就我们中国而言,新能源主要指的是:风能、太阳能、地热能和潮汐能、海洋水能等这几类。

2.2风电的发展现状和趋势

在我国,新疆戈壁、河西走廊、内蒙古草原、河北北部、吉林、黑龙江、山东半岛苏湖沿海、浙江、张北、浙江、福建、广东,这12个地区的风力资源丰富,可以利用的风能资源大概有3亿千瓦,近岸的海域可利用的大概有7亿千瓦左右。风机控制和驱动技术不断的得到升级,其中包括了定桨距失速调节、变速变桨距调节,调节形式包括:双馈式、直驱式、混合式驱动。

2.3光伏发电发展现状和趋势

我们国家的光能比较强烈的地区在我们国家的西北和西部、西南部地区,这些地方的日照都很强烈,可以很好的利用光能进行发电,可以大规模的开发太阳能。并且,在东部沿海地区,经济比较发达,高楼大厦也比较多的地区,开展了和建筑物一体化的楼顶太阳能利用,并且建设成功了光伏发电的设施。

三、电力系统的规划

负荷预测是基础工作,在实际的工作中影响的负荷的原因一般有:经济发展的水平与经济结构的调整,生活水平、收入水平与消费观念发生的变化,电力消费的结构出现变化,天气的情况,电价,管理措施以及政策因素等等。在确定电压等级的时候,我们需要考虑的是:动力资源的分布,工业的布局,电力负荷的增长,新建电厂的容量,近期过渡的可能性,与远景系统的规划发展、电力电量之间的平衡,就是供应和需求两者之间的平衡。

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在电源规划与变电站的布点规划中,我们应该对电力电量进行平衡计算,分析并且规划水火电厂的运行方式,还要计算燃料的消耗量,发电设备的利用率,检验电量的平衡,对系统与地区之间的电力电量进行交换,并且为论证与制定方案来提供依据。

电网规划一般是以负荷预测与电源规划当作基础,对在什么地方,什么时间建设什么样的输电线路与回路数以及变电站规模进行规划,在规划期内要达到所需的输电需求,并且还要在满足所有的技术指标下,尽量降低成本。电力系统的电网规划主要的内容有,电网电压的选择,电网结构的确定,变电站的布局与规模采用什么样的方案,使用什么样的输电方式、对电力负荷进行准确的预测,是衡量电力企业管理走向现代化的一个标志。

四、新能源接入对电网规划的影响

我们在对电网进行规划的时候,接入新能源对选择电网电压并没有什么大的影响。风力发电与光伏发电常常会受到天气等自然条件影响,其发电会呈现出发电间歇性与波动性,电量变化随机性大。并且电网会产生冲击电流,使得电网的频率出现偏差,电压出现波动,进而影响稳态电压分布和无功特性,使电网的不可控性和调峰容量余度增大,使电力系统的安全稳定性受到影响。新能源发电电子装置会产生一定的谐波和直流分量,当谐波和直流分量注入电力系统后,会引起电网电压畸变,影响电能质量,还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作,影响电力系统的安全运行。新能源势必会取代传统能源成为人类生存发展的物质基础,这只是早晚的问题,是社会经济发展的大势所趋。当前新能源开发转化技术能力还不够成熟,电力工业新能源开发利用还不足以起到主导的作用,但对电量补充和一些偏远地区的供电等还是起到很大的作用。新能源发电本身所具有的波动性,间歇性、不可控、可调度性差等特点还没有得到有效解决,在电网接纳能力不够的背景下,新能源发电并网运行难度大,成本高,同时也会给原有电力系统带来很多的负面影响。

对于单项规模比较大并且发电比较集中的新能源,其电网规划主要的影响因素有两个方面:①在电力电量的平衡计算中,对出力进行计算。②要重视距离比较远大功率输电的经济性与安全性。一般来说,在对核电厂进行出力计算的时候,在电力电量的平衡计算中,通常用的是额定运行状态下的参数来进行计算。在水电厂出力计算的时候,在丰水期一般是在满载状态下进行计算的,在其他的时期一般作为调峰使用。太阳能的电厂与风电厂出力的随机性比较强,其波动性也比较大,并且不容易控制,调度起来比较难,反正就是对电网每个方面的要求都比较高,因此,我们在进行电网规划的时候一定要注意。新能源发展中分布式的发电,能影响到电网规划的主要是负荷的预测,电网结构的确定。分布式新能源发电对电网规划所产生的影响一般在两个方面:①负荷的性质不确定。②分布式新能源发电使得我国的规划设计人员有了新的思路,设计规划人员在选择方案的时候多了许多的选择。其分布特性使电网的规划有了许多的方案可以选择,多了新的方法,变电更加的复杂。

结语

目前电力工业新能源接入还存在诸多研发利用问题,新能源的接入可靠性得不到保障,但其快速的发展和无限的潜能都是让人欣喜的,人类离不开能源作为物质基础,大力加强新能源开发利用力度,提高新能源转换科技技术,是人类社会发展的必然趋势。

参考文献

[1]彭波,陈旭,徐乾耀,张宁,康重庆.面向新能源消纳的电网规划方法初探[J].电网技术,2013.

[2]施琳.含新能源的独立电网储能容量配置和运行策略研究[D].华中科技大学,2014.

[3]兰晓静,王海涛.新能源发电接入及对电网规划的影响[J].科学家,2015.

作者简介:

张艳(1981.12-),女,天津人,天津工业大学;单位:国网天津东丽公司。

王琳(1984.11-),男,天津人,天津大学;单位:国网天津东丽公司。

论文作者:张艳,王琳

论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期

论文发表时间:2018/4/11

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