电网规划中新能源电力接入问题与策略

电网规划中新能源电力接入问题与策略

何森林

中国水利水电第七工程局有限公司 四川 成都 610000

摘要：在新能源电网规划中，不合理的电源配置结构不仅限制了新能源电力的充分发挥，还可能加剧电网调度和运营的复杂性与风险；新能源接入稳定性不足，则直接威胁到电网的安全稳定运行，影响电力供应的可靠性和质量。对此，本文分析了电网规划中新能源电力接入的主要问题，提出了相应的优化策略，旨在促进新能源电力在电网中的高效整合与利用，推动电力系统向更加清洁、低碳、智能的方向转型。

关键词：电网规划；新能源；电力接入

引言

随着可再生能源发电技术的迅速发展，风能、太阳能等新能源在全球电力结构中的占比逐渐提高。然而，传统电网系统在应对新能源接入时，面临着一系列挑战，包括电源配置结构不合理、接入稳定性不足以及新能源电力的应用效率低等问题。因此，为了实现电网系统的优化，电力企业必须在电网规划中采取有效的策略，提升电源配置的合理性、增强系统的调控能力，优化新能源的消纳效率。

一、电网规划中新能源电力接入问题分析

（一）电源配置结构不合理

一个平衡合理的电源分配系统是保障电网稳定运行、提升系统效率、满足用户多样化用电需求的基础。然而，当前的电力系统仍以煤炭和天然气等化石能源为主，太阳能和风能等新能源的渗透率较低。这种能源分配方式既无法充分发挥新能源在环保和经济方面的优势，也不能体现新能源的特点，给电网运营管理带来了诸多挑战。由于新能源具有间歇性和波动性，缺乏合理的并网结构支撑，容易引发电网调频和调压的剧烈波动，严重威胁电网的安全与稳定。此外，不合理的能源分配还会导致新能源的闲置和浪费，影响电网整体运行效率。而长期依赖化石能源将导致二氧化碳排放量进一步增加，背离低碳、绿色、可持续发展的国际目标。

（二）新能源接入稳定性不足

新能源接入面临的主要问题之一是并网系统的稳定性较差。相较于传统的化石能源，新能源具有显著的波动性和不确定性。太阳能发电依赖于光照条件，风力发电则受风速和风向的直接影响。自然因素导致电力输出的不稳定性和随机性增加，给电网的稳定运行带来巨大挑战。随着新能源发电的快速增长，电力系统可能面临超负荷运行的风险；相反，当新能源发电量大幅下降时，电网需要迅速调整，寻找替代电源，以避免电力短缺。同时，新能源的波动还会导致电网电压和频率的波动，给精密仪器和敏感设备带来隐患，影响供电质量和可靠性。

（三）新能源电力应用效率不高

以风电和太阳能为代表的新能源虽然具备绿色、可再生的优势，但其利用效率偏低是一个核心问题。造成这一问题的主要原因在于新能源的时空分布不均衡。由于风、光等自然因素的周期性变化，导致新能源发电量在高峰时产能过剩，而在低谷时又无法满足用电需求。此外，电网的用电需求与新能源发电峰值往往不匹配，例如白天的太阳能充足但夜间用电需求高，这进一步加剧了电能无法及时消纳的问题。为应对此类问题，电网不得不采取复杂的调峰、调频措施，这不仅增加了运营成本，还使系统运行更加复杂，制约了新能源的充分消纳及经济效益的发挥。

二、电网规划中新能源电力接入问题的优化策略

（一）打造一体化新能源应用流程

为有效提高新能源的消纳能力，电力企业需要建立高度整合的一体化管理机制。该机制的核心是将新能源接入技术与电网规划相结合，通过标准化、专业化的布局，实现新能源与复杂电网环境的高效融合。同时还应推进新能源智能控制平台的建设和开发，结合计算机科学、智能技术和信息化技术，实时监控新能源的发电情况，精准预测和智能调度新能源供需，减少因供需不匹配造成的资源浪费。同时，通过不断优化应用软件，提升电力系统对新能源波动的自适应能力，为保障电网的安全稳定运行以及新能源的规模化利用提供坚实基础，从而提升新能源在电力系统中的比例，促进其更广泛和深入的应用。

（二）加强电源配置与结构平衡互补

在电力系统规划中，构建一个基于精确供需匹配、兼具稳定性与经济性的供电系统是解决电网结构平衡难题的关键，旨在精准调控多元化能源的比例分布，并充分挖掘其间的互补协同效应。因此，电力企业亟需对当前电网架构的全面系统性分析。这一过程需包括不同类型电源的容量评估、经济成本效益分析及环境友好度考量，旨在通过科学的数据分析与综合评价，为政策制定者提供坚实的理论支撑与数据依据。通过细致剖析，能够精准界定电网中的主干能源与辅助能源角色，促进能源间的优势互补与协同增效。同时，推进风能、太阳能等新能源与传统化石能源的深度整合，是实现上述目标的关键路径。这要求整合前沿气象预测技术、历史数据资源及实时监控系统，依托智能调度策略实现对各类电源功率的动态调节，从而保障电网的稳定运行，充分挖掘新能源的发电潜力，提升整体资源利用效率。

此外，分布式发电模式通过减少长距离输电损耗、提升系统局部自给自足能力，能够显著增强电网应对外部冲击的能力。在自然灾害等突发情况下，分布式能源的快速响应能力能够确保关键基础设施的电力供应不中断，维护社会正常秩序。因此，电力企业应针对新能源发电的波动性与不确定性，构建柔性储能系统，使其能在新能源发电盈余时储存电能，于需求高峰或发电不足时释放储备，充当电网的“稳定舵手”，从而有效缓解新能源波动对电网运行的冲击。

（三）对火电机组进行深度调峰改造

在长期的调峰过程中，机组的经济性下降，温度骤降，辅助设备的耗电量剧增，矿物资源的消耗也超出了预期。为提高新能源的消纳效率并最大限度地降低调峰损失，需要在电网规划阶段对火电机组进行深度调峰改造。

1.供热灵活性改造

热电机组排放的热量直接影响其负荷。为实现多排蒸汽供热，并在降低负荷的前提下，采用旁路供热、低压缸零出力、蓄热水箱和高背压供热等方式，旨在弱化“热—电”之间的强耦合关系，从而提高单元供热的灵活性。具体来说，电力企业可以对低压气缸进行零功耗改造，采用全新的全封闭式液压蝶阀替代原有的液压蝶阀，去除原低压缸的进汽管线，并增设旁通管线，向其中注入适量的冷水，以排放低压气缸内的热空气。通过这种方式，原本进入低压缸的蒸汽可以直接用于供热，这不仅提高了机组的供热能力，还减少了制冷蒸汽的消耗，从而降低了机组的发电量，满足了各个供热热源互为备用的需求。此外，还应对高压电极进行改进，使其能够取代燃煤，使用高电压电极的蒸汽锅炉作为启动燃料。由于在电厂进行深度调峰时，电网水是必需的热源，因此该策略特别适用于我国北方冬季采暖负荷较大的西北地区，该地区早期主要依赖煤电。随着风电和光伏等资源的大规模开发，使用电锅炉替代传统热电厂，能够实现新能源发电收益与蓄热电锅炉效益的综合优化，从而降低火电机组的煤耗，并缓解新能源消纳的问题。

2.提高负荷变化率

随着新能源的接入，电网负载出现了明显的波动性，这对机组性能提出了更高的要求。然而，常规火电机组在负荷变化速率方面仍存在较大缺陷，难以满足当前的用电需求。为了改善这一状况，可以采用以下策略以提升负载反应的灵活性：首先，电力企业要优化蒸汽系统的运行，这包括降低各个部分的蒸汽压力，并加大蒸汽；其次，电力企业还应以磷酸铁锂电池为代表的存储系统，通过逆变和升压技术，将其与机组的用电母线无缝连接，从而为整个系统提供快速的储能，能确保负荷响应时间不超过20s，显著优于常规火电机组所需的1min。

结束语：综上所述，新能源电力的接入对电网规划提出了新的挑战和机遇。针对电源配置结构不合理、新能源接入稳定性不足以及应用效率不高的问题，电力企业需要在电网规划中采取一体化的新能源应用流程，强化电源结构的平衡与互补，并对火电机组进行深度调峰改造。通过这些优化策略，不仅能够提高新能源的利用率和电网的稳定性，还能推动电网朝着绿色低碳和可持续发展的方向迈进。

参考文献：

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[2]安之,魏楠,刘斯伟,等.基于生产模拟的新型输电网规划方案效率效益评价方法[J].电网与清洁能源,2024,40(02):73-83.