電網規劃中的新能源接入影響分析

樂姝

摘要：近些年，我國風光等可再生能源發展迅速，電力系統逐漸呈現出高比例可再生能源并網特征。截至2019年底，我國可再生能源裝機占比約38%。風光等新能源發電具有隨機性、波動性和間歇性等特征，其大規模并網給電網規劃帶來新的挑戰，亟需科學、高效、可靠的電網規劃決策支持軟件工具輔助指導電網規劃工作，以滿足高比例可再生能源并網下的電網規劃工作新要求。

關鍵詞：電網規劃;新能源;接入;影響分析

引言

為構建清潔、低碳的現代能源體系，我國大力發展風電、光伏等新能源。風電、光伏出力具有不確定性和隨機性，對電力系統調峰能力提出很高要求，目前電源側調峰能力的欠缺使得棄風、棄光現象嚴重。近年來我國發達省市夏季尖峰負荷屢創新高，95%以上尖峰負荷持續時間在60h左右，滿足電網尖峰負荷供電的電網投資經濟性較差。綜上，新能源發展和負荷特性變化對電力平衡與調峰的靈活性需求以及事故支撐的彈性需求日益增長，單純依靠電源側擴張的規劃與優化調度方式，將導致電網規劃投資和運行效率低。因此，亟須挖掘用戶側資源的靈活調節與支撐能力，滿足新能源消納和尖峰負荷供電需求，提高電網規劃投資和運行效率效益。

1新能源決策

新能源一般是指基于太陽能、生物質能、水電、風能、地熱能、波浪能、潮汐能、潮汐能、海洋表層和深層熱循環等新技術開發和應用的可再生能源，以及氫氣、沼氣、酒精等等，例如，風能，水能，氫能已經成為可再生能源的主要來源。由于傳統能源的有限性和環境問題的日益重要，許多國家越來越重視環境友好型的新能源和可再生能源。

2電網規劃中的新能源接入情況概述

2.1太陽能能源接入

太陽能應用較為方便，在電網規劃中的可接入性非常強，目前在我國的絕大部分地區的用電領域都可以實現應用。我國有80%的地區太陽能資源富饒，主要分布在西北地區，東部沿海的許多城市相對較少，此外由于太陽能發電受天氣影響波動性較大，因此無法保障電網運行的穩定性和可靠性。但太陽能作為自然資源中較易獲取的資源，在電力行業仍具有很大的發展潛力，隨著科技的不斷進步，經過不斷的實踐優化，在電網規劃中太陽能能源的應用將會更加常見。

2.2風力發電機的類型。

根據裝機容量的不同，風力發電機可分為小型、中型、大型和特大型。風力發電機的容量越大，葉片就越長。根據風力發電機的設計，可分為縱軸結構和橫軸結構兩類。根據功率控制方式的不同，可分為變攻角汽輪機、主動齒輪箱汽輪機和固定攻角汽輪機。根據發電機轉速的不同，可以分為恒速風力發電機、變速風力發電機和恒速風力發電機。不同的能源形式可以分為海上風電和陸上風電兩類。風能可分為高速和低速風力發電機，上游可分為風力發電機和風力發電機。低壓輸電（LVT）無疑是風電技術中的一項重要技術。當風電機組的輸出電壓除LVT外均降低時，風區的風電機組會出現雪崩，最終導致整個正風區癱瘓，危害電力系統的穩定。因此，現在必須對風電機組進行低電壓設計，以減輕低電壓對風電場安全運行的威脅。為了保證低壓風力發電機組的生存能力，在設計電壓的基礎上，使風機在受到沖擊、SVG等壓力的地區的輸出電壓能迅速恢復到正常水平，從而保證低壓風力發電機組的生存能力。

2.3水力能源接入

根據我國水能資源普查結果的顯示，水資源儲量豐富，在現有技術體系下可供開發利用的水能資源也十分可觀，具有相當大的發展和利用空間，特別是南方的水力資源豐富，加上地勢優勢容易產生強大的水動能，利用水流過程中產生的重力進行發電，發電效率很高且能夠循環利用，清潔無污染，環保又節能，在發電領域有著得天獨厚的優勢。

3新能源電力接入后對電網規劃的影響

3.1對電網運行的影響

一是對電網調度的影響，相較于傳統發電方式來說，新能源發電隨機性較強，基于風力和水力建設的發電廠發電能力無法精確測定，作為電源的可靠性較差，電網需要更多的備用電源和調峰容量，且大規模風電接入后往往會增加電網調度的難度，使得電網運行變得更加復雜和低效;二是會影響整個電網系統的功率平衡，新能源并網后與常規電網的發電機組有功能調節等產生沖突，無法維持電網功率的平衡，從而對電力系統的安全穩定運行產生沖擊;三是對電網潮流的影響，由于整個電網潮流注入功率多元化，新能源并入電網的方式以及規模不同，影響對電網損耗的監控，增加電網運行的電能損耗。因此要建立系統綜合的評價體系，根據接入形式、新能源出力場景等進行計算分析，分析電源結構、布局和性能、系統運行性能，了解新能源接入的難點、要點、關鍵點，并從經濟實力和電網技術水平來提高其可行性和有效性，使新能源與常規能源、電網協同發展。

3.2模新能源對電網線損影響

隨著不同發電出力形式特別是新能源出力的大量并網，現代電網呈現出電網結構不斷擴大、運行控制日趨復雜的特性。對電網調控運行人員來說，如何準確評估各種不同影響因素對電網線損的影響大小，保障電網安全穩定、經濟運行就成為一個重要問題。為準確評估不同發電出力對電網線損影響因子大小，保障電網經濟運行，基于Meanshift聚類分析的電網線損影響因子評估方法。首先，提出一種基于誤差平方和的滑動窗口半徑最優選取方法;其次，采用基于高斯核函數的Mean-shift聚類分析法將電網量測數據按疏密程度聚類，提取出其主要特征;再次，通過對聚類結果進行多元線性回歸，得到不同發電出力的線損影響因子。

3.3新能源接入后電網繼電保護性能的系統評估

將新能源電場有效且集中地接人到電網中，其特有的復雜故障電流特性以及間接性的運行模式，在很大程度上對傳統的電網繼電海行過程中對其保護性能產生較大的影響，更重要的是也會對整個電網運行過程中的安全性、穩定性以及可靠性等造成非常嚴重的影響，非常不利于人們生產生活的正常進行。因此，相關工作人員要充分地針對新能源電源的情況，在電源集中接人后：對各種組件之間的距離進行有效的保護、選相元件以及電源電流的保護等備個方面的基礎上，開展科學合埋的電網繼電保護系統全面評估工作以及分析工作，并且在一定程度上有效地保障短路電流的計算誤差被控制在含理的范圍之內，有效地提升電網繼電保護系統的評估效果以及工作質量，并在此棊礎上對電網繼電保護采取有效地措施，以此有效地提升我國電網系統運行過程中的安全性、穩定性以及可靠性。

結束語

綜上可以看出，各能源的發電形式都具有其優勢和局限性，但對于電力行業和環保事業來說依然具有很高的發展價值。受限于我國的地形和氣候條件影響，電網規劃中的新能源接入任重而道遠，大規模的、安全而又穩定的新能源發電模式還需進一步研究深入，因此在電網規劃階段，可根據它們的特點進行合理開發，有效增加使用頻率和適用范圍，以便更好地滿足國家發展對于電力的持續性增長需求，為經濟生產和日常生活提供重要的保障和動力。

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