電網(wǎng)規(guī)劃中的新能源接入影響分析

姜 念

（天地電研<北京>科技有限公司，浙江 杭州310000）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力能源應(yīng)用規(guī)模日漸增加，電力能源已作為各行各業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)保障條件，當(dāng)前電力能源需求量不斷增加，傳統(tǒng)電力能源獲取模式對(duì)于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響較大，環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重，因此清潔環(huán)保新能源發(fā)展速度較快，但如何將新能源有效接入電網(wǎng)，并減少相關(guān)接入影響已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1 當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)劃中常見(jiàn)的新能源類型

當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，可采用的新能源較多，其中常見(jiàn)的新能源類型包括以下三種。

1.1 太陽(yáng)能發(fā)電

當(dāng)前我國(guó)太陽(yáng)能應(yīng)用規(guī)模日趨增加，這種能源應(yīng)用較為方便，我國(guó)大部分地區(qū)太陽(yáng)能資源豐富，根據(jù)我國(guó)太陽(yáng)能資源區(qū)劃圖，太陽(yáng)能資源可分為4個(gè)區(qū)。各分區(qū)年總輻射量、日照時(shí)間、年太陽(yáng)輻照量不一，詳見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)太陽(yáng)能資源區(qū)域參數(shù)

另外電網(wǎng)規(guī)劃中可接入性較強(qiáng)，但太陽(yáng)能發(fā)電容易受到天氣影響導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性較差。太陽(yáng)能作為清潔能源，其在電力行業(yè)發(fā)展?jié)摿^為巨大，尤其基于當(dāng)前科技的快速發(fā)展，以及相關(guān)技術(shù)及設(shè)備更新?lián)Q代，太陽(yáng)能能源利用效率會(huì)逐步提高，其能源應(yīng)用規(guī)模也會(huì)大幅度增加。

1.2 風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力能源作為當(dāng)前常見(jiàn)的清潔能源之一，其在新能源發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用較多，隨著國(guó)家扶持新能源系列政策的推出，寧波市域山頭上都出現(xiàn)了測(cè)風(fēng)塔，國(guó)有和私人企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行了風(fēng)電場(chǎng)選址工作，目前國(guó)電電力穿山風(fēng)電、中廣核蒤茨風(fēng)電已經(jīng)投產(chǎn)；國(guó)電電力寧海茶山風(fēng)電已經(jīng)投產(chǎn)，檀頭山等風(fēng)電項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入前期階段。但這種能源利用過(guò)程中，風(fēng)力變化導(dǎo)致輸出電流不穩(wěn)定，所以單純依靠風(fēng)力發(fā)電方式，會(huì)影響當(dāng)?shù)仉娏?yīng)的穩(wěn)定性，其需要和其他能源組合應(yīng)用。

1.3 水力發(fā)電

當(dāng)前我國(guó)水資源較為豐富，尤其基于當(dāng)前技術(shù)體系，可供開(kāi)發(fā)利用的水能資源較多，發(fā)展?jié)摿κ志薮?，尤其南方地區(qū)活動(dòng)交錯(cuò)縱橫，水力資源較為豐富，利用當(dāng)?shù)氐貏?shì)特點(diǎn)，能夠產(chǎn)生巨大的水動(dòng)能，再通過(guò)重力變化進(jìn)行發(fā)電，其實(shí)際發(fā)電效率較高，清潔無(wú)污染，所以水力資源在我國(guó)發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用日漸增多。但這種發(fā)電模式容易遭受地域限制，也容易受到季節(jié)性降水影響，例如冬季發(fā)電量會(huì)明顯減少。

2 電網(wǎng)規(guī)劃中的新能源接入的具體影響

2.1 新能源發(fā)電模式對(duì)電網(wǎng)造成的影響

一般來(lái)說(shuō)，新能源發(fā)電模式主要包括集中發(fā)電以及分布式發(fā)電等，其中大規(guī)模集中發(fā)電模式應(yīng)用時(shí)，實(shí)際供電量大且穩(wěn)定性高，經(jīng)濟(jì)收益顯著，所以現(xiàn)階段我國(guó)水力發(fā)電主要采用集中發(fā)電模式，其電網(wǎng)規(guī)劃復(fù)雜程度高，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)整體要求高，尤其表現(xiàn)在電力電量平衡計(jì)算以及大功率遠(yuǎn)距離輸送等方面。實(shí)際電源規(guī)劃以及變電站布點(diǎn)規(guī)劃階段，相關(guān)影響因素較多，尤其確定合適的輸電通道以及輸電線路容量，確保遠(yuǎn)距離、大功率輸電穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性。而分布式發(fā)電模式適用范圍較廣，在用戶周邊設(shè)置發(fā)電設(shè)備，不僅能夠滿足用戶用電需求，還能將電能并入電網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)供電。新能源發(fā)電項(xiàng)目的大量接入，傳統(tǒng)輻射狀的無(wú)源配電網(wǎng)絡(luò)將變成一個(gè)充滿小型電源的有源網(wǎng)絡(luò)，這在一定程度上影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 影響電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量

新能源接入對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行影響較為明顯，其具體表現(xiàn)為以下三個(gè)方面。

（1）與傳統(tǒng)發(fā)電方式比較來(lái)說(shuō)，新能源發(fā)電模式實(shí)際供電具有隨機(jī)性，尤其是具體供電能力在風(fēng)力及水力發(fā)電廠是難以精準(zhǔn)計(jì)算的，所以供電可靠性差，這樣需要電網(wǎng)保持大量的備用電源以及調(diào)峰容量，尤其風(fēng)電能源接入電網(wǎng)后，電網(wǎng)調(diào)度困難升級(jí)、電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜性加大以及整體的電力系統(tǒng)的運(yùn)行效果降低。

（2）新能源接入電網(wǎng)后，如果電網(wǎng)缺乏無(wú)功電源，也可能產(chǎn)生系統(tǒng)電壓不穩(wěn)導(dǎo)致電壓崩潰。另外和原有電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的功能調(diào)節(jié)之間會(huì)出現(xiàn)一定沖突，破壞電網(wǎng)功率平衡，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性以及穩(wěn)定性。

（3）目前，電網(wǎng)潮流注入方式呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)，但新能源接入電網(wǎng)方式及規(guī)模存在明顯差異性，這樣會(huì)提升電網(wǎng)損耗監(jiān)控難度，電網(wǎng)運(yùn)行電能損耗量也會(huì)大幅度增加，所以應(yīng)構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系，根據(jù)新能源特點(diǎn)、接入方式及能源規(guī)模能等諸多因素，進(jìn)而明確新能源接入的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、控制難度，并基于經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)能力的基礎(chǔ)上，評(píng)估新能源接入可行性以及有效性，然后制定具體的接入方式，從而確保新能源與常規(guī)能源能夠協(xié)同使用。

2.3 影響電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性

如果新能源大規(guī)模接入，其對(duì)于電網(wǎng)發(fā)電量影響會(huì)逐步增加，特別是多組發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程，對(duì)電網(wǎng)電壓選擇影響程度低，但在一定程度上降低了電網(wǎng)電壓控制力度，致使電網(wǎng)電壓波動(dòng)異常，易發(fā)生閃變。因此具體電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮各種新能源接入的影響情況，尤其新能源接入后，需制定及落實(shí)科學(xué)合理的電能質(zhì)量檢測(cè)制度，確保大規(guī)模新能源接入后電網(wǎng)電力供應(yīng)保持安全穩(wěn)定。

2.4 促進(jìn)電網(wǎng)規(guī)劃改革

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)主要的電力資源來(lái)源于煤炭燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能，但隨著電力需求量的不斷增加，長(zhǎng)期煤炭消耗，導(dǎo)致我國(guó)煤炭資源已出現(xiàn)明顯短缺情況，特別是煤礦開(kāi)采深度增加，也會(huì)影響周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持可持續(xù)發(fā)展。所以電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，相關(guān)部門不僅需要解決配電網(wǎng)問(wèn)題，也應(yīng)逐步擴(kuò)大新能源應(yīng)用規(guī)模，減少電力系統(tǒng)對(duì)于傳統(tǒng)能源的依賴程度，提升整個(gè)電網(wǎng)的供電效率以及環(huán)保性，尤其新能源接入電網(wǎng)，能夠?qū)τ诋?dāng)前電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)施有效優(yōu)化升級(jí)，改善我國(guó)現(xiàn)有電網(wǎng)規(guī)劃缺陷，確保電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，電力供應(yīng)量滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，各種新能源應(yīng)用均有明顯的優(yōu)缺點(diǎn)，但這些新能源發(fā)展?jié)摿薮?，基于我?guó)地形及氣候條件影響，電網(wǎng)規(guī)劃中新能源接入有待深入研究，因此實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，為了確保新能源發(fā)電項(xiàng)目推廣應(yīng)用，相關(guān)部門制定了系統(tǒng)技術(shù)原則和方案，從源頭對(duì)光伏和風(fēng)電等新能源接入項(xiàng)目進(jìn)行管控。另外，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐匦渭皻夂驐l件發(fā)展新能源，選擇合適的新能源接入電網(wǎng)方式，確保新能源安全穩(wěn)定供應(yīng)，進(jìn)而滿足工業(yè)生產(chǎn)及居民生活需求。