協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究

摘 要：近年來，我國大力宣傳可持續(xù)發(fā)展，不斷推進(jìn)科學(xué)發(fā)展觀，致力于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會(huì)。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的支持下，我國的新能源發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展成熟，已經(jīng)開始在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。對(duì)此，本文首先對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)行介紹，然后對(duì)其對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃的影響進(jìn)行分析，并對(duì)協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃；新能源；影響

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0150-01

1 引 言

近年來，新能源在國內(nèi)外得到了迅猛的發(fā)展，并且取得了良好的效益。但是新能源的發(fā)展同時(shí)也給電網(wǎng)規(guī)劃帶來了一系列的問題，如新能源的應(yīng)用與電網(wǎng)規(guī)劃兩者之間難以融合等問題，必須加強(qiáng)對(duì)該問題的分析，對(duì)新能源發(fā)展中的電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究，確保大規(guī)模新能源的并網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

2 新能源發(fā)電技術(shù)

我國目前對(duì)新能源的開發(fā)，主要集中在風(fēng)力、水力和太陽能發(fā)電上，在利用效果方面以風(fēng)能和太陽能為佳，在發(fā)電和供電方面都有著良好的穩(wěn)定性。

2.1 水力發(fā)電技術(shù)

水力發(fā)電是新能源開發(fā)中較為熱門的資源，是循環(huán)利用效率較高的清潔能源，水作為自然界具有強(qiáng)大能量的資源之一，在發(fā)電方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。水力發(fā)電主要利用水自身重力產(chǎn)生的能量進(jìn)行發(fā)電，但利用水能進(jìn)行發(fā)電受到的限制較多，比如會(huì)受到水域分布的限制，在缺水地區(qū)就無法順利進(jìn)行；再有受水量大小的限制，對(duì)氣候、降水量和河流流量的依賴性高，往往不能提供足夠穩(wěn)定的電能；受季節(jié)影響也較大，夏季汛期就能保證足夠的供電，到冬季就無法提供穩(wěn)定的電能。

2.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)：①風(fēng)力作為一種清潔能源減少了煤炭石油資源的消耗，避免了大氣污染；②風(fēng)力的分布地區(qū)范圍非常大，基本囊括了我國絕大部分地區(qū)，具有推廣的價(jià)值；③我國的風(fēng)力資源較為豐厚，滿足了發(fā)電供電的基礎(chǔ)條件。我國的風(fēng)能資源主要分布在新疆、河西、內(nèi)蒙古、河北等12個(gè)地區(qū)，在這些地區(qū)進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電具有極大的優(yōu)勢(shì)，不但可以滿足當(dāng)?shù)氐碾娏π枨?，還可以給附近地區(qū)進(jìn)行電力供應(yīng)，且其發(fā)電較為穩(wěn)定，不會(huì)受到太大的影響，是我國目前主要的風(fēng)能供電發(fā)展地區(qū)。

2.3 光伏發(fā)電技術(shù)

光伏發(fā)電并網(wǎng)通常能夠分成帶蓄電池和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，指的是通過并網(wǎng)逆變器將太陽能組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)要求相符的交流電直接接入到公共電網(wǎng)中。兩種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的區(qū)別是帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)性，但是不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)節(jié)性，前者通常安裝在居民建筑中，而后者通常安裝在比較大型的系統(tǒng)中。在太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電中涉及到的問題和技術(shù)比較多，比如光伏逆變器防孤島技術(shù)，孤島現(xiàn)象指的是在電網(wǎng)發(fā)生故障斷電的情況下，系統(tǒng)在不能夠及時(shí)的檢測(cè)到電網(wǎng)出現(xiàn)斷電情況繼續(xù)向電網(wǎng)傳輸電能時(shí)，這種情況下光伏系統(tǒng)就會(huì)形成一個(gè)獨(dú)立的供電系統(tǒng)，這就是孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)的產(chǎn)生會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)設(shè)備和用戶設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。通常主要通過不斷的對(duì)電網(wǎng)的電壓和頻率進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)而判斷是否存在孤島現(xiàn)象，主要方法有電壓諧波檢測(cè)和相位跳變檢測(cè)等。

3 新能源發(fā)電對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃的影響

新能源的接入會(huì)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在供電的質(zhì)量、電網(wǎng)的安全和輸電方式方面。

首先在供電的質(zhì)量方面。水力發(fā)電的供電質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且水力發(fā)電還具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)，但其并不能保持較長(zhǎng)時(shí)間的恒定供電，有待進(jìn)一步的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電具有地域范圍、氣候季節(jié)方面的極大優(yōu)勢(shì)，能保證大范圍的持續(xù)供電，且風(fēng)力發(fā)電的性能較好，提供的電能質(zhì)量較高，完全能滿足當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨螅黄浠A(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為方便，建設(shè)成本也不是很高，具有很大的發(fā)展空間。太陽能發(fā)電的適用地區(qū)范圍更廣，基本可以在全國各個(gè)地區(qū)進(jìn)行推廣，且太陽能資源在發(fā)電方面能提供較大的能量，在穩(wěn)定性方面也較好，在供電的質(zhì)量和供電時(shí)間上都有其他兩種發(fā)電方式所不具備的優(yōu)勢(shì)。

在電網(wǎng)安全方面，水力產(chǎn)生的能量較強(qiáng)，電力電壓較高，電壓的穩(wěn)定性較差，在供電安全方面并沒有多大優(yōu)勢(shì)；風(fēng)力發(fā)電則具有較好的供電安全性，但仍存在電壓上的波動(dòng)問題，必須經(jīng)處理后才能投入使用；太陽能發(fā)電則具有較好的安全性，在發(fā)電方式上也較為溫和。

在輸電方式上，新能源電力對(duì)電網(wǎng)的要求普遍較高，在處理程序上比較復(fù)雜，所以在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，一定要綜合考慮其對(duì)硬件設(shè)施的要求，重視遠(yuǎn)距離和超遠(yuǎn)距離的輸電技術(shù)和輸電安全，做好并網(wǎng)規(guī)劃工作。

4 協(xié)同新能源發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)劃要點(diǎn)

電源規(guī)劃和負(fù)荷預(yù)測(cè)是進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃的重要前提。電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容主要有，電廠應(yīng)建設(shè)在何地最為適宜，采用何種輸電方式何時(shí)構(gòu)建，電廠應(yīng)采取何種規(guī)模等。在進(jìn)行規(guī)劃的時(shí)間中，應(yīng)結(jié)合具體狀況使整個(gè)系統(tǒng)的性能達(dá)到最優(yōu)，此外還要在最大限度內(nèi)做到成本的控制。

隨著電網(wǎng)的進(jìn)步和發(fā)展，新能源逐漸應(yīng)用到電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展中。通過新能源的利用能夠大幅度的降低對(duì)資源的消耗，具有非常明顯的節(jié)能減排的效果；還能夠避免傳統(tǒng)的發(fā)電過程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的嚴(yán)重的污染情況；能源的開發(fā)和發(fā)展還能夠有效的降低發(fā)電成本，降低燃料運(yùn)輸以及電力傳輸?shù)某杀?，解決傳統(tǒng)輸電的負(fù)載輕、線損大、距離遠(yuǎn)等問題；在滿足用戶多方面需求的同時(shí)還能夠緩解城市供電壓力，可以說新能源的發(fā)展和應(yīng)用是電網(wǎng)發(fā)展的一項(xiàng)重要的舉措。

目前新能源的發(fā)展和利用還處于初級(jí)階段，很多方面還存在不穩(wěn)定的因素，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃存在很大不確定性，自動(dòng)化系統(tǒng)、保護(hù)裝置等相關(guān)規(guī)劃都必須進(jìn)行一定的改變，從而對(duì)新形勢(shì)下的需求進(jìn)行滿足。風(fēng)力發(fā)電的主要特點(diǎn)是間歇性和隨機(jī)性，如果將規(guī)模較大的風(fēng)電接入到電網(wǎng)中會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)等效負(fù)荷峰谷差變大，存在十分明顯的反調(diào)節(jié)特點(diǎn)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的調(diào)峰難度大幅度增加。如某地區(qū)電網(wǎng)火電裝機(jī)容量大約是287萬kWh，風(fēng)電裝機(jī)容量大約是300萬kWh，該地消納電力負(fù)荷89～90萬kWh，500kVA主網(wǎng)外送能力是350萬kWh，電網(wǎng)消納和送出能力與發(fā)電量不能夠?qū)崿F(xiàn)平衡，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的棄風(fēng)現(xiàn)象，進(jìn)而給新能源發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)劃帶來很大的困難。面對(duì)新能源發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)劃之間的銜接不協(xié)調(diào)，對(duì)新能源進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)必須需要對(duì)市場(chǎng)消納和電力需求方案進(jìn)行統(tǒng)籌，充分的利用電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)，確保設(shè)計(jì)規(guī)劃的科學(xué)性和合理性。

5 結(jié) 語

綜上所述，隨著新能源的不斷發(fā)展和開發(fā)利用，我國能源短缺和環(huán)境問題等問題得到了一定程度上的緩解。在電網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)該充分利用新能源技術(shù)，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)供電穩(wěn)定，創(chuàng)造出更加豐富的資源，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定的運(yùn)行，通過加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，確保新能源的發(fā)展給電網(wǎng)規(guī)劃帶來重要的基礎(chǔ)保障。

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收稿日期：2018-8-1

作者簡(jiǎn)介：孫 群（1986-），男，工程師，本科，主要從事新能源項(xiàng)目和用戶，主電網(wǎng)項(xiàng)目的接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。