高渗透率新能源电网规划与调控关键技术

高渗透率新能源电网规划与调控关键技术

张 寅盈

国网四川省电力公司成都供电公司 四川成 都 610000

摘要：为了应对传统化石能源短缺和日益严峻的环境污染等问题，近年来我国大力发展可再生能源，风电、光伏等可再生能源装机容量均已位居世界第一，装机占比已接近20%，成为电力系统主力电源，未来占比还将继续增高，预计到2040年将超过50%。同时，由于风、光可再生能源出力具有强波动性和随机性，近年来我国弃风、弃光问题突出，受到政府部门、学术界以及工业界的高度关注。随着可再生能源装机规模不断扩大，传统电网的运行方式、系统特性将发生根本性的改变，众多技术问题亟需解决，包括高渗透率新能源背景下电网的规划技术、仿真分析技术、协调控制技术以及保护技术等。

关键词：高渗透率；新能源电网规划；调控关键技术

引言

常见的新能源主要包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋潮汐能等，与传统能源相比，具有绿色环保、可再生性好等优点。新能源在开发技术上的成熟促进了新能源商业化的应用。各种新能源渐成规模和并网发电，对传统电网带来了一定的影响。需要采取适宜的应对策略，对传统电网供电调度进行重新规划，提高电网的利用效率。研究新能源接人对传统电网的影响，进行新能源接人对传统电网规划的效能评估，对实现电网的优化设计和调度、提高电网对新能源的使用效率、降低不必要的能量损耗辟重要意义。

1新能源特点

根据相关研究，我国能源主要来自煤炭、水、核能、天然气、石油和新能源，目前占我国可持续发展至关重要的新能源的69.9%、20.2%、3.2%、4.9%、0.6%和1.2%，仅占今天能源消耗的1%。新能源发电的使用仍然比较节省空间，新能源的特点描述如下:(1)风能是我国新能源生产的主要方法之一，具有较广泛的应用范围，但也有相当大的地域限制，在风能开发的地区具有很大的应用效益，同时考虑到风能。(2)太阳能主要依靠太阳的辐射能量来生产受恒星运动影响的新能源，对新能源的开发有着日以继夜的巨大背离，这是不可持续的。(3)主要由海上水流运动产生的海洋的发电受到海流的影响，电流稳定性存在一定的不足。。

2新能源对电网的影响

2.1新能源并网对功率平衡的影响

电网运行是否安全可靠很大程度上取决于电网功率是否平衡，在新能源未接入电网之前，通过发电机组的有功调节以及发电、输电元件故障处理和负荷随机波动来保持功率的平衡。在新能源大量接入电网以后，因为与常规电网的发电机组有功调节等产生冲突，会使问题变得非常复杂。比如，在风能这一新能源并入电网之后，由于风能发电会产生强烈的波动而和电网系统设备产生矛盾，尤其在夜间低谷期具有反调峰的特点会使电压变得十分不稳定，从而影响整个电网系统的功率平衡，对电力系统的安全稳定运行产生冲击。

2.2新能源发电的供电质量标准的影响

当前，在新能源发电的应用过程中，需要对新能源发电的供电质量进行整体的分析，为电网规划提供基础标准。在供电的质量方面，水力发电的供电质量与风力发电的供电质量都能够到达标准，同时，这二者在我国范围内的大部分地区都能够开展建设应用，且供电的质量比较高，虽然在稳定性方面较差，但是也足够部分地区日常的使用。太阳能发电在我国的应用范围更加广泛，太阳能发电的基础设施建设相较于风力发电与水力发电都更为简单，同时，太阳能发电不受季节影响，在发电过程中也能够提供更多的能量，自身所能够输出的供电质量也是三者之间最高的，这是其他两种发电类型所不具有的优势。

2.3新能源并网对电网安全性的影响

新能源的大规模接入使大量发电设备并网运行，会给电网的安全可靠运行带来一定影响，为解决这一问题，首先要对不同新能源发电特征、形式以及需要的设备类型等进行分析，然后根据新能源并网的规模对电网的整体运行进行分析，做好仿真模拟和校正工作。目前还需要解决的问题有：首先针对风力发电，应该做好对风电场低电压穿越能力的检测工作，做好对风电场电网短路电路贡献的分析研究。

3高渗透率新能源电网规划与调控关键技术措施

3.1合理选择新能源接入方式

为了有效地降低电力网络中新能源的接入风险，有效地保证电力网络的正常运行，必须在新能源应用节目影响的基础上合理地选择新能源的接入方式。(1)单一存取方法。选择这种方法时，必须充分认识分布式电源分布位置和节点电压之间的关系，并确定节点电压的限制。通常，分布式电源供应设备在从系统端访问时对整个电力网络的影响最大。因此，在选择单访问方法时，应尽量远离电力系统末端，减少传记传输距离，加强系统控制。(2)多点访问方法。牙齿电源访问方法在新能源接近电力网络时，主要受分布式电源访问位置的影响。通常，应用此访问方法的电源访问位置位于电源系统的末端。为了减少对电力系统节点电压的影响，可以合理设置多个接入位置，分析系统稳定性，确保新能源的正常应用，保证接入方式的合理性和能量接入效果。利用事物的网络信息集成功能，可以动态监控电力系统的运行状况，实现故障预警，确保电力系统的运行稳定性。

3.2充分利用市场化手段，扩大新能源消纳空间

现阶段，通过应用市场化的手段有效平衡能源建设系统，不断完善运行机制，从而保证新能源发电的开发与应用，并且能够有效提升新能源的利用率和普及程度。市场化的手段有效地打破了各区域的贸易壁垒，有效引导新能源消纳空间的扩大，缓解当前新能源发电中存在的问题。同时，市场化的手段还可以从侧面对技术创新起到促进作用，有效促进技术的完善与进步。在当前我国新能源发电接入阶段，要合理利用市场化手段，有效拓展新能源消纳空间，真正提升新能源发电的利用效率。

3.3不断完善新能源发电的相关标准，有效创新管理方式

随着我国不断开发应用新能源发电技术，相应的标准系统也需要不断建立和完善，建设多数据监控平台、设备状态和使用状况平台等一系列管理系统，通过多种方式开展管理工作，有效掌握新能源发电的相关数据及规律，反向促进技术的创新与完善，推动新能源发电技术的专业化、标准化发展。同时，要不断优化完善并网技术，将能源检测系统以及开发应用系统相结合，有针对性地优化并网技术。

3.4建立能源互联网

信息技术的发展也给能源行业带来了很大的便利，可通过积极利用互联网信息分享、及时性、便捷性等优势实时获取完整真实的数据资料，利用互联网智能化和系统扁平化等特征，通过能源互联网的构建使分布式电源运行管理得到强化，借助通信技术将分布式电源合理纳入能源互联网中，实现对地区供电负荷以及功率平衡等工作的精确预测。

结束语

综上所述，电网规划是否科学合理将影响电力系统的运行，而电力系统运行是否安全可靠将直接关系到日常生产生活，甚至对国民经济的发展、社会的稳定也会产生一定影响。在新能源快速发展和广泛应用的过程中，也要注意新能源和电网规划协调性的问题，及时发现电网规划中存在的问题并改正，将新能源技术积极应用到电力系统中，不断优化电网规划可提高电力系统的运行效率，保证系统运行安全可靠。

参考文献

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