新能源接入對縣域電網(wǎng)運(yùn)行的影響及相關(guān)應(yīng)對措施的探討

孫青，劉磊國網(wǎng)襄陽供電公司

新能源接入對縣域電網(wǎng)運(yùn)行的影響及相關(guān)應(yīng)對措施的探討

孫青，劉磊
國網(wǎng)襄陽供電公司

摘要：本文結(jié)合襄陽電網(wǎng)中新能源接入棗陽縣電網(wǎng)后，對棗陽縣電網(wǎng)運(yùn)行造成的一些影響，提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施，并對相關(guān)措施進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：新能源；電網(wǎng)運(yùn)行；無功；電壓

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，常規(guī)化石能源的逐漸減少，各國對未來能源枯竭的憂慮漸漸增強(qiáng)，紛紛提出了可持續(xù)發(fā)展，由于新能源具有無污染、可再生、低排放等特點(diǎn)，新能源已成為世界各國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略支點(diǎn)；加上近期受霧霾天氣的影響，大家的環(huán)保意識越來越強(qiáng)，對常規(guī)化石能源的抵觸情緒也越來越強(qiáng)。因此，近期新能源發(fā)展迅速，而且未來新能源更將逐漸取代常規(guī)化石能源。本文結(jié)合風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源接入襄陽地區(qū)棗陽縣電網(wǎng)后，對棗陽縣域電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生影響的分析，給出了相應(yīng)的應(yīng)對措施。

1　棗陽縣電網(wǎng)負(fù)荷及新能源情況基本介紹

棗陽歷史悠久,自秦設(shè)縣以來已有2000多年歷史，棗陽交通便捷，漢丹鐵路、316國道、漢十高速公路、寺沙省道貫穿全境。棗陽縣電網(wǎng)供電區(qū)域面積3277平方公里，供電人口120多萬，用電客戶33萬多戶，年售電量14億千瓦時。目前，棗陽縣電網(wǎng)內(nèi)共有2座220kV變電站，7座110kV變電站（不含1座110kV電鐵牽引站），16 座35kV變電站，110kV光伏發(fā)電站一座，110kV風(fēng)力發(fā)電站一座，35kV風(fēng)力發(fā)電站一座。

2015年棗陽電網(wǎng)平均負(fù)荷為24.2萬kW，最大負(fù)荷為32.1萬kW，最小負(fù)荷為17.8萬kW；棗陽電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)力及光伏裝機(jī)為17.91 萬kW，其中星火風(fēng)電場9.96萬kW，迎駕山風(fēng)電場4.95萬kW，唐梓山光伏電站3萬kW，均為近兩年投產(chǎn)。

2　新能源接入后對棗陽縣電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響及分析

2014年-2015年，35kV迎駕山風(fēng)電場、110kV星火風(fēng)電場及110kV唐梓山光伏電站陸續(xù)接入棗陽縣電網(wǎng)。這些清潔能源接入棗陽縣電網(wǎng)，成為了棗陽縣電網(wǎng)新的電源點(diǎn)，對棗陽縣電網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了積極影響。但也給電網(wǎng)運(yùn)行帶來了一些不利影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）對電壓的影響。對電壓質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在由于新能源機(jī)組的開停機(jī)及無功出力的變化，電壓變化較大，特別是從35kV上網(wǎng)的新能源。比如棗陽電網(wǎng)內(nèi)的35kV迎駕山風(fēng)電場，其從35kV沙迎線線路上網(wǎng)，由于沙35kV系統(tǒng)所接負(fù)荷較少，其必須通過沙#1主變經(jīng)110kV韓沙線線路進(jìn)入110kV系統(tǒng)，其相關(guān)一次接線圖如下圖1所示。在機(jī)組出力變化較大時，其無功出力跟著變化較大，易出現(xiàn)沙35kV母線電壓變化較大，造成用戶端電壓偏高或偏低，甚至于造成用戶用電設(shè)備燒毀。

（2）對電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響。對電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響主要表現(xiàn)在無功穿越較大，由于棗陽縣接入的新能源機(jī)組容量越來越大，而電網(wǎng)負(fù)荷增長較慢，加上電網(wǎng)峰平谷差異較大及受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)限制，新能源一般就地消耗較難，需倒送至主網(wǎng)220kV系統(tǒng)中，比如棗陽電網(wǎng)內(nèi)的110kV星火風(fēng)電場，其從110kV嚴(yán)星線線路上網(wǎng)，由于嚴(yán)110kV系統(tǒng)所接負(fù)荷較少，在其機(jī)組滿發(fā)時，須通過嚴(yán)# 1主變進(jìn)入220kV系統(tǒng)。這樣易造成無功從110kV系統(tǒng)倒送至220kV系統(tǒng)，不符合“無功分層分區(qū)、就地平衡”的原則，造成損耗較大，對電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成重大影響。

3　相關(guān)應(yīng)對措施的探討

由于新能源接入棗陽縣電網(wǎng)后，對電網(wǎng)運(yùn)行造成的影響主要體現(xiàn)在就地消耗難、無功過剩造成的損耗大及電壓質(zhì)量不合格。為預(yù)防此類不利影響，對于縣域電網(wǎng)，可采用的方法如下：

（1）根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況，及時申請調(diào)整風(fēng)力、光伏等新能源機(jī)組的出力，這樣可以改善電壓質(zhì)量及電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但這樣機(jī)組操作較頻繁，對新能源機(jī)組的要求較高，且不滿足關(guān)于國家全額接受新能源的規(guī)定，造成新能源一定程度上的浪費(fèi)。

（2）根據(jù)風(fēng)力、光伏等新能源機(jī)組的出力情況，及時調(diào)整相關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行方式。由于風(fēng)力、光伏等新能源受天氣影響，機(jī)組出力變化較大，這樣操作較頻繁，且電網(wǎng)運(yùn)行方式改變后，造成電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性嚴(yán)重降低。

（3）調(diào)整風(fēng)力、光伏等新能源電廠的無功控制策略。對于縣域電網(wǎng)，新能源接入主要會造成無功波動加大及無功過剩，我們可以將新能源的無功控制策略調(diào)整為其與縣域電網(wǎng)的上網(wǎng)處無功控制為零，這樣可以減少其無功波動對電網(wǎng)電壓的影響，且此種策略在實(shí)際運(yùn)用中取得了良好效果。

（4）改善電網(wǎng)接線方式，對達(dá)到一定規(guī)模的新能源，要求其直接從110kV及以上電網(wǎng)上網(wǎng)，這樣可減少其波動對電壓質(zhì)量的影響，但這樣需要加大電網(wǎng)輸變電設(shè)備的投資。

（5）對于新能源上網(wǎng)的廠站加裝一定的電抗器，并引入電壓無功自動控制系統(tǒng)，按照滿足電壓質(zhì)量及無功分層分區(qū)的要求，調(diào)整電壓無功自動控制系統(tǒng)的控制策略，這樣可及時調(diào)整相關(guān)廠站的無功情況，減少無功穿越，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4　結(jié)語

目前新能源發(fā)展較迅速，接入縣域電網(wǎng)的規(guī)模也越來越大，本文針對新能源接入棗陽縣電網(wǎng)后，對電網(wǎng)運(yùn)行造成主要影響的簡要分析，給出了相應(yīng)的處理方法及預(yù)制措施，以便在以后工作中借鑒和運(yùn)用，可有效提高新能源接入縣域電網(wǎng)后的供電質(zhì)量及電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù).主編王世禎.東北大學(xué)出版社，2000.2

[2]地區(qū)電網(wǎng)無功補(bǔ)償與電壓無功控制.主編李宏仲，金義雄，王承民，段建明.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.4

作者簡介：

孫青（1988-）,男，大學(xué)本科畢業(yè)，助理工程師，地調(diào)調(diào)度員，現(xiàn)從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作。

劉磊（1979-）,男，本科學(xué)歷，技師，地調(diào)調(diào)度員，現(xiàn)從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作。