区域电力系统新能源电源规划及储能配置方法

摘要：在电力供应体系中发展新能源，有利于推动我国能源转型，以便更好地应对全球气候变化。规划工作关系到新能源发展的有序性，在对新能源进行规划时，需要合理分析新能源的使用特点，保障新能源发电项目顺利实施。但是，一些项目在规划过程中没有考虑电力系统的特点和需求等，对新能源的发展起到限制影响，不利于充分发挥新能源的作用，也不利于实现可持续发展目标。在区域电力系统规模不断扩大的背景下，需要积极研究新能源电源规划和储能配置，有效规避上述问题，对于实际发展起到指导作用。

关键词：区域电力系统新能源电源规划储能配置

MethodsforthePowerSourcePlanningandEnergyStorageConfigurationofNewEnergyinRegionalPowerSystems

WANGJun

（GuangdongElectricPowerDesignInstituteCo.，Ltd.ofChinaEnergyEngineeringGroup，Guangzhou，GuangdongProvince，510800China）

Abstract：ThedevelopmentofnewenergyinthepowersupplysystemisconducivetopromotingenergytransformationinChina，inordertobetterrespondtoglobalclimatechange.Planningisrelatedtotheorderlydevelopmentofnewenergy.Intheplanningofnewenergy，itisnecessarytoreasonablyanalyzetheusecharacteristicsofnewenergytoensurethesmoothimplementationofnew energypowergenerationprojects.However，someprojectsdonotconsiderthecharacteristicsanddemandofthepowersystemintheplanningprocess，whichhasalimitedimpactonthedevelopmentofnewenergy，andisnotconducivetogivingfullyplaytoitsroleandalsorealizingthegoalofsustainabledevelopment.Inthecontextofthecontinuousexpansivescaleoftheregionalpowersystem，itisnecessarytoactivelystudythepowersourceplanningandenergystorageconfigurationofnewenergytoeffectivelyavoidtheaboveproblemsandplayaguidingroleforactualdevelopment.

KeyWords：Regionalpowersystem;Newenergy;Powersourceplanning;Energystorageconfiguration

新能源接入电网的构建有助于实现新能源接入电网，但由于受国家政策、技术等因素的制约，新能源发电规模与规划指标存在较大差异。近年来，随着风电和光伏发电的价格持续下降，工业政策也在持续地进行着调整，造成了新能源的大量开发，而新能源的实际安装数量并没有达到计划的要求，这就限制了对电网新能源的灵活调节。在其发展中，应根据电网的特点及电网的特点，合理地选取不同的计划模式，以保证电网的柔性操作，并进行蓄能结构的最优配置。

1电力系统新能源电源规划研究现状概述

1.1传统电源规划和生产规模

当前各行各业的发展都需要利用电力资源，因此需要合理增加发电容量，这就需要创新利用发电技术，同时需要合理选择建设时间和投运时间，这样才可以可靠地供应电力资源，同时可以保障整体投资的经济性和合理性。原来在规划电力资源的时候主要是参考全年电量最大负荷需求，因此采取措施对电力资源进行合理平衡，满足各方面的用电需求[1]。以实际用电需求为基础，模拟电力系统生产情况因此对电源规划发展的经济性和经济性进行分析。在传统的电源规划过程中，在用电的均衡效应与最大的用电条件下，要对用电的均衡效应进行全面的分析，从而对用电的发展进行了预测与评价。在明确了供电企业的发展需要后，一般采用电网仿真的方式来研究供电企业的供电计划的技术和经济性。采用了具有不同时距的顺序负载特性，合理排序不同的负荷功率值，因此获取持续性的负荷曲线，可以对不同时间4B5sxAXQa3vguKyDHhnZSA==长度进行分析，确定电力系统最大负荷和最大电量实施平衡的具体要求，在生产模拟计算电力系统的时候广泛利用。根据负荷曲线的特点，对火电机组和水电机组等进行合理分配，同时需要调整出力水平，精准性地模拟电力系统的发电过程，确定调度措施的合理性，以此为基础合理选择运行方式，采取科学的措施控制发电机组发电量和燃料使用量等，对电力系统总体生产成本进行分析。

1.2电力系统时序生产模拟方法

新能源主要包括太阳能和风能等，由于新能源的产生是阶段性的、时变性的，其综合运营费用相对较少，相较于传统的化石能源，新能源的调度更具优势。对于火电机组，将大量新能源接入电网后，必须将具有一定规律性的、低波动性的负载转化为具有高波动性和随机性的电网。要解决以上问题，实现网络接入的优先级，就必须频繁地修改网络中的资源操作状态。在实际运行过程中，不断增大火电机组调峰深度和开关机的数量，系统运行成本增加。为了精准性地评估成本，需要建立电力系统时序生产模拟方式，综合考虑时序出力变化和机组运行特点。由于以最短周期内的运营费用最少为目标，综合考虑了发电单元的工作方式与最短开机时间，并结合发电单元的工作方式与最短开机时间，确定各时刻中的发电单元的启停状况及出力等，从而真正地体现出电网的时序电能均衡效应。

2电力系统新能源电源规划方法

新能源发电计划是针对电网接入后新能源在电网中的运行状况，从电网组成出发，研究电网出力与供电调控对新能源发电的作用，从而界定新能源接入电网的容量确定方法[2]。考虑系统电力资源传输能力，对新能源接入进行规划分析，考虑功率流分配、传输能力、传输堵塞等因素，建立考虑网络传输能力的新能源发电功率分配模型，从而确定各节点的风力发电和光伏发电发电容量。

在对新能源发电计划进行研究的基础上，对其在稳、时两个阶段的运行特性进行了研究。电网动态特性是指电网在正常工作条件下的最大调峰容量，通过对全年新能源接入容量的估计和分析，确定合理的电网发展目标。同时，综合分析机组调峰能力和电网输送能力等，对未来电网新能源装机容量进行预测分析，保证电力系统有效接纳新能源发电。

利用时序生产模拟方法分析时序状态中电力系统的运行特征，同时利用场景分析法比较分析新能源规划方法的经济性，为规划决策的制定提供参考作用。因此，首先确定新能源发电量的占比，其次预测负荷电量，在此基础上，采用时间序列仿真技术，对新能源消纳能力进行预测，对新能源消纳能力进行合理评估[3]。该方法能够针对新能源接入条件下的新能源发电系统进行有针对性的供电计划。该方案适用于柔性电网。如果电网无法适应新能源的接入，就必须对弃风弃光进行分析，然后根据新能源的实际情况，制订相应的计划，以适应新能源的要求。

在应用上，必须依据不同的气象资料，将研究区的地域分割成不同的地域，并构建不同的地域分布模式。在此基础上，首先，通过建立基于地理栅格的新能源调度模式，结合天气信息，刻画新能源开发的时间序列特性，并结合地形、坡度等因素，对新能源建设方案进行分析，最终得到地理栅格内新能源电站的最大装机规模。其次，将高空间尺度的气象与地学信息相融合，根据风力发电资源的空间分布特性，构建风光发电与光伏发电时间序列图。在此基础上，综合考虑地域栅格上的风力发电和太阳能的装机数量，确定各地域单元内的装机数量，以及由于地形因素而导致的最大风力发电和太阳能光伏装机。在已开发的时序仿真线性规划模型基础上，研究新能源发电项目的最优选址问题，实现对新能源项目的最大投入和最大限度发挥其对新能源发电计划的约束效应。

在此基础上，结合新能源的空间分布特征，建立新能源的产能规划与分布模式，通过对新能源出力比例的研究，明确风光互补的风光互补能力，保证新能源消纳能力，为新能源消纳提供科学依据[4]。通过本项目研究，为我国新能源开发规划及电网规划等方面的研究奠定基础。运用所获得的综合调度成果，对该计划实施期间的电网总体运行状况进行分析，有助于实现新能源开发时期传统电源的更好协同发展。

3电力系统新能源电源储能配置方法

3.1根据阻尼振荡和提高暂稳定性的储能配置

利用电力系统的稳定器可以对电力系统局部振荡起到抑制作用，如果振荡模式非常复杂，那么不适合利用，同时由于互联线路的存在，导致了电力系统中的电力波动。在此基础上，提出了一种基于能量存储的新型电能存储方式。要改善系统的稳定度，在配置储能装置的时候，要向多级复杂系统中延伸配置范围。在发展初期利用时域仿真法，可以对电网受到扰动之后的不同参量变化情况进行模拟分析，确定电力系统的稳定性。

3.2基于提高电压稳定性的储能配置

风能具有间歇性特征，很难精准性地预测风速，这就造成了风力发电系统供电不稳定、持续不断。分布式供电方式分散式地加入配电网络中，给电力系统带来了很大的困难。当风电场的功率很大的时候，其传输线上的无功损失就会增大，从而会对当地电网的稳定和稳定产生不利的作用[5]。当前风电场在对无功功率进行补偿的过程中利用静止无功补偿器的作用，可以进一步稳定并网点的电压，但无法利用静止无功补偿方式对风电场输出功率进行控制。通过储能可以对电网有功功率和无功功率等需求给予协调控制，保障并网风电场运行的可靠性，避免产生安全问题。

3.3基于参与电网调频的储能配置

随着新能源的大规模并网，常规单元的调节能力受到了制约，必须充分发挥其对电网的迅速响应，BLvHmq7cigUSTrYOizWTSA==调节电网的频率，以免造成机组部件的过度损耗，并对系统的后备容量进行补偿，从而保证总体的电力品质。如果需要利用储能对一次调频机组动作起到辅助作用，需要机组母线部位安装储能装置，这样有利于便利性地调整出力[6]。在收到工作命令后，要比较存储单元的启动时刻与一次频率单元的操作情况，以便进行科学的调节以保证频率调节的科学性。调节蓄能与AGC一起调节单元的频率，并且根据特定比例向储能装置分配负荷，保障备用容量的充足性。

4结语

利用储能装置可以使系统运行更具灵活性，近些年我国不断提高大区电力系统的规模，为了避免出现新能源消纳问题，需要综合分析区域电力系统新能源电源规划及储能配置方法，指导储能应用规划工作。储能技术性能比较好，结合实际情况利用不同的控制方案，有利于及时处理储能应用过程中的问题，以满足技术需求为前提，再对储能系统的储能容量合理减少，这是储能规划的实施目标。

参考文献

[1]李华，梁毅，赵琮皓，等.计及协同环境价值的新能源与多时间尺度储能联合规划方法[J].电力建设，2023，44（9）：24-33.

[2]崔童飞，李晓明，王硕，等.区域新能源电力系统AGC调频容量实时评估方法[J].电力系统及其自动化学报，2023，35（11）：43-49.

[3]金雍奥，赵淑伟.冀北电网新能源统调装机占比超七成冀北区域新型电力系统初见雏形[J].华北电业，2022（12）：6-7.

[4]刘巨，赵红生，李梦颖，等.基于功率谱密度分析的新能源电力系统等效惯量评估[J].高电压技术，2022，48（1）：178-188.

[5]陶力，刘建，王子涵，等.以电网侧储能提升高比例可再生能源区域系统的可用输电容量[J].可再生能源，2021，39（10）：1394-1400.

[6]张怡，常鹏飞.含新能源的多区域互联电力系统负荷频率控制[J].工业控制计算机，2020，33（10）：47-49.