新能源电力接入对电网规划的影响思考

2020-12-08

魅力中国 2020年19期

（内蒙古科技大学，内蒙古包头 014000）

在经过早些年对各种资源不顾一切的开发消耗之后，让我国的社会经济发展水平确实取得了跨越式的进步，但这也加剧了经济发展与生态环境保护之间的矛盾，这一矛盾如果不及时解决将严重影响社会发展的各个方面。对于受煤炭等不可再生能源影响的电力企业，传统的发电技术和相关的电网规划也难以确保可持续发展。因此，有必要积极研究开发新能源发电和电网规划，大力支持新能源发电和电网的全面发展。这是电力企业未来发展的唯一途径，也是电力企业必须积极承担的社会责任。

一、概念

能源是人类生活和生产的物质基础保障。传统的能源危机、能源枯竭和环境污染严重威胁着人类的生存和发展。太阳能，风能，海洋能和地热能等新能源不同于传统能源形式，又被称为非常规能源。与传统能源的资源有限与环境污染严重等缺点相比，新能源具有资源丰富、环保无污染、具有可再生性，人类可持续利用的巨大优势。随着社会经济的发展，对能源的需求不断增长，本着有限资源和环境保护的可持续发展原则，全球新能源革命的序幕已经开始，新能源的开发利用步伐正在加快，用新能源替代传统能源是社会发展的必然结果。电力行业作为传统能源的最大消耗者，必须在新能源改革中发挥先锋作用，大力发展新能源转换技术，加快电力新能源的开发利用。

二、新能源发电技术分析

（一）水力发电

水力能源作为一种新型的清洁能源，利用水力发电不会对生态环境造成污染，可循环利用率高，因此，它在当前我国电力行业中受到高度重视。在自然界中水蕴含着非常强大能量的资源，所以在发电方面具有很大的优势。简单来说，水力发电是利用水自身重力产生的冲击能量，通过特殊设备将其转化为电能。但是，水力发电也有某些缺点，在某些方面很容易受到制约。例如，水域的分布，在水资源稀缺的地方不能正常进行；此外，水量对水力发电也有很大的制约，受季节因素的影响很大，并且取决于天气和降水量，因此无法人为控制供电的连续性和稳定性。因此，在夏季汛期，虽然可以保证正常供电，但是在冬季后难以保证供电的稳定性。

（二）太阳能发电

当前的太阳能发电方法主要分为两种：热能发电和光能发电。太阳能热能发电过程主要是对太阳能热能有效收集和存储进行而实现太阳能的合理运用，主要由集热设备、热能存储组件和输电部门组成。太阳能光伏发电技术主要采用碟型光能发电和塔式光能发电。太阳能光能发电主要包括光伏发电、光化学发电和光生物发电等。它可以直接将光能转换为电能，而无需再借助其他转换设备。其中，光伏发电是我国的主要研发方向，光伏发电主要是由半导体设备吸收太阳光的电磁波辐射，然后将太阳能转化为电能。随着对太阳能发电技术的不断研究，目前世界上使用的光伏发电方法主要包括单晶硅电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池等设备。

（三）风力发电

与水力发电和太阳能发电相似，风能也是一种正在全世界范围内开发的新型绿色能源，因为将风能转化为电能的过程不会产生辐射或环境污染，并且可以再生及循环利用，因此极大的改善电能的利用率。风能的开发和利用在缓解全球能源短缺方面发挥了重要作用，因此，风能的开发和利用不仅是中国电力节能计划的重要组成部分，也是各国发展的重点。但是，目前我国大多数风力发电基地相对较小，而且位于偏远地区，为了满足人们的日常生活和生产需要，需要建立大规模的输电网，这给我国的经济和风能的发展都带来了沉重的负担与困扰。尽管如此，风力发电仍然是一个非常有前途的项目，对于中国当前的“节能减排”具有深远意义。

（四）地热能发电

近年来，随着人们环保意识的增强和能源过度开发造成的资源匮乏，对于开发新能源非常重要。因此，地热能新型清洁能源的合理开发利用受到了越来越多的关注。通过我国多年积累的地热能资源开发技术，利用地热能发电的效益得到了明显提高此外，除了地热发电以外，在利用地热水发展温室农业、建筑供暖和温泉旅游方面也取得了很大进展。因此，我国地热能的发展仍然有很大的进步空间。

三、对电网规划方式分析

（一）电网规划整体思路探析

将新能源电力接入到电网系统时，找到合适的接入比例可以最大程度地节省成本，并确保新能源接入是否会产生盈利。为了在运行过程中提高网格系统的最佳效果，我们需要了解设备的运行状态以及线路是否过载。因此，相关人员在进行新能源电力接入时，应将相应的工作点调整到最佳位置，并严格禁止超过安全界限，如果系统不能满足以上两个条件，则必须更加重视其影响因素。电网规划过程中遇到的各种问题必须一一加以改进完善，以确保系统能够最大程度地满足新能源电力接入的相关标准。

（二）规划框架方案探析

由于建设能力和其他因素的制约，规划人员需要做以下工作来制定科学合理的新能源接入电网规划框架方案：首先，必须根据电网容量制定详细的框架方案；其次，计划评估工作，确定框架方案后，有关人员需要对不同类型的电网框架方案进行详细评估，以判断出新能源的准确接入能力。在评估过程中，如果新能源接入能力可以满足相关要求，则可以逐步降低传输的输电容量，然后相关人员需要继续进行评估，直到新能源接入能力不能达到相关要求为止；最后，根据电网规划框架方案的运营成本与相关投资成本之间的比较确定最终的框架方案。这样，最终确定的电网规划框架方案可以最大程度地做到科学合理，即可以确保满足新能源接入的基本要求，并且可以确保电网系统在运行期间可以达到理想状态。

（三）接入能力探析

对电网接入新能源能力的评估和分析工作，可以通过以月份的形式对系统生成的数据进行整理分析，并且可以对每月份中系统电场的实际状态进行评估和分析。另外，在新能源输出曲线的模拟实验中，应妥善处理不同月份之间的相关曲线工作，最终达到聚合新能源接入能力的目的，在相应的聚合完成后，可以准确的判定出在输送能力受限下新能源的接入能力。最后，对所有新能源进行统一核算后，就可以完成输电状态下新能源接入的预算和接入能力的判定。

四、探析新能源电力的接入对电网规划所造成的影响

（一）新能源电力接入对电能质量的影响

通过对太阳能和风能等新能源发电方式的讨论和分析，我们了解到新能源发电将受到天气的高度限制，所以其波动性和间歇性都很高。一般来说，新能源发电将配备整流逆变器和许多电子设备，它们或多或少会产生一些谐波。如果这些谐波电流渗入到电力系统中，将导致电网中的电压不平衡，从而对电能质量产生一定的影响，使来自测量仪器的测量数据不准确，增加电网的负载，并造成继电保护和各种自动设备无法正常工作，最终导致电网安全隐患。由于新能源并网电力具有一定例如随机性和可调度性不足的特性，它将产生浪涌电流，引起电网电压闪变、频率偏差和波动，并导致电网馈线潮流的变化，增加电网的不可控性和调峰容量的冗余，这些都会对新能源电网的运行产生重大影响。

（二）新能源电力接入对电网安全的影响

在新能源发电项目中，水力发电具有能量强和电压高的特点，但其稳定性相对较差，因此在电网安全方面没有太大优势；风力发电相对安全，可以保证稳定运行，但是电压波动的频率较多，存在很多风险和隐患，为了减少事故的发生，必须对供电站进行复杂的处理，才可以确保电力的安全使用；太阳能发电具有很强的稳定性，并且在安全用电方面也非常安全，可以大力推广。在电力系统运行期间，可能存在一些潜在的安全隐患。如果处理不当，在造成重大经济损失的同时，还会有人员伤亡有可能性。因此，有必要做好安全防护，消除风险隐患，确保电力系统正常运行。此外，我们需要对导致电力安全的问题进行深入分析，找出造成隐患的因素，制定有效的解决方案，提高电网的安全水平，为电力安全和稳定提供有力保障；其次，我们必须始终把安全放在首位，建立全面的保护措施，严格执行规章制度，减少不确定因素的发生。随着电网建设面积的扩大，我们将面临更多的安全问题，因此有必要提高整体认识，并采用具有更高安全性的新能源发电方式，以使电力系统的运行更加稳定。

（三）新能源电力接入对输电方式的影响

新能源发电模式需要更多的传输程序、更严格的要求和更复杂的传输方法。因此，在规划新能源电网时，必须符合国家新能源研发标准，并确保其电力设备的生产质量。在长距离传输过程中，必须注意安全问题，根据塔架位置、线路架设和自然环境等因素进行全方位综合考虑，以确保稳定的传输并满足用户的用电需求。在现阶段，我国的大部分地区主要使用的仍然是传统的发电模式，而新能源发电仍处于起步阶段，想要使新能源发电起主导作用，作为主要的发电方式还需要很长时间的发展。通过比较发现太阳能在供电质量、电网安全性和传输方式方面具有明显的优势，而且太阳能易于收集，不受时间和空间的限制，具有较高的可操作性。因此，合理利用太阳能是未来的能源供应，国家必须加大对太阳能的研究开发，为其提供足够的资金支持，大力发展和促进电力生产结构的优化升级。

（四）新能源电力接入对并网标准的影响

尽管我国在使用新能源和研发方面取得了长足进步，但并网标准尚未统一。首先，在检测方法上，将新能源接入到系统后，就电力系统运行安全性、电能质量、低压穿越能力、逆变器和双向计量设备而言，还没有完善的检测方法。其次，新能源并网接入还将对电力系统产生一系列影响，例如电力系统运行的稳定性、电能质量和电网调度等问题。最后，对于电网接纳问题由于技术原因还没有完美的解决方案。