基于新能源協(xié)同發(fā)展的電網規(guī)劃關鍵技術探討

許量鵬

摘 要：文章主要研究了新能源形勢下電網的規(guī)劃路徑。文章首先從電網規(guī)劃方案出發(fā)，對新能源協(xié)同發(fā)展下電網規(guī)劃的主要思路進行分析；其次，結合新能源發(fā)展需求對電網運行過程中的新能源發(fā)電技術進行研究，全面闡述了風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等內容；最后，在上述基礎上深入挖掘了新能源接入對電網的影響，對其核心問題進行探究，望為新時期電網建設提供一定的參考。

關鍵詞：電網；新能源；規(guī)劃方案；關鍵技術；影響

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0098-02

近年來中國已經加大了對新能源的重視力度，開始將新能源應用到各個領域，在一定程度上緩解了中國資源緊張問題，提升了環(huán)境污染控制效益。尤其是在電網發(fā)電過程中，已經開始構建以新能源為核心的電網體系，如太陽能發(fā)電站、風能發(fā)電站等，在很大程度上提升了電網的經濟性、安全性，符合中國可持續(xù)發(fā)展需求，使中國邁入了新能源電網行列，掀開了新能源電網發(fā)展的新篇章。

1 新能源協(xié)同發(fā)展下的電網規(guī)劃

資源緊張是當前中國全球化發(fā)展進程中存在的重要問題，已經嚴重影響到了人們的生產和生活水平。為進一步緩解資源緊張現狀，形成高效益資源運用體系，我國已經開始將風能、太陽能等新能源納入到電網建設過程中，開始形成以新能源為基礎的協(xié)同發(fā)展體系。上述體系不僅減少了煤炭、石油等電力發(fā)電的損耗，還降低了發(fā)電過程中的環(huán)境污染，已經成為新時期我國電網建設的關鍵。

從根本上而言，新能源協(xié)同發(fā)展能夠將新能源全面運用到電網建設過程中，形成了全新的電網運行體系，實現了電網經濟效益和生態(tài)效益的最大化。但在上述系統(tǒng)運行的過程中由于新能源的融合，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性指標也會發(fā)生轉變，為此，相關人員需要對電網規(guī)劃方案進行明確，形成科學設計思路。一般新能源協(xié)同發(fā)展電網規(guī)劃過程中需要把握好需求、特征、布局、性能及評估幾方面內容，其具體狀況，見表1。

2 新能源協(xié)同發(fā)展下的電網關鍵技術

新能源協(xié)同發(fā)展過程中電網建設時需要對風力發(fā)電技術、太陽能發(fā)電技術等進行全面把握，在上述基礎上形成針對性電網建設體系，這樣才能夠從根本上提升新能源應用效益，真正實現新能源與電網的協(xié)同發(fā)展。

2.1 風力發(fā)電技術

風力發(fā)電技術是當前電網新能源建設中的重要內容。該技術主要通過風力發(fā)電系統(tǒng)將動能轉變?yōu)殡娔埽瑴p少煤炭和石油資源的運用，形成清潔能源體系。風力發(fā)電系統(tǒng)能夠通過電力電子背靠背變頻技術對發(fā)電功率進行調節(jié)，在發(fā)電過程中依照電網用電量需求對其進行變頻處理，形成與之相適應的輸電系統(tǒng)，從根本上提升了電網輸配電效益。

與此同時，風力發(fā)電系統(tǒng)還能夠通過主控制器、變距系統(tǒng)、調向系統(tǒng)等控制系統(tǒng)對發(fā)電參數進行調整。如在電網并網發(fā)電過程中通過控制系統(tǒng)實現雙饋處理，保證電網中電流、電壓等參數恒定，減少電力線路上的電量損耗；通過控制系統(tǒng)對轉子交流勵磁頻率參數進行調整，實施相應控制，從而使系統(tǒng)運行過程中能夠處于恒定狀態(tài)，這對提升電網穩(wěn)定性具有至關重要的意義。

尤其是在沖擊電流上，風力發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電方式存在明顯差異。在發(fā)電過程中風力發(fā)電技術產生的沖擊電流較小，能夠通過有功控制或無功控制對其進行調整，減小了出現機電震蕩的可能性，從根本上降低了風力發(fā)電對電力系統(tǒng)運行的影響。

2.2 光伏發(fā)電技術

隨著光伏發(fā)電技術的不斷完善和拓展，我國已經開始將其應用到電網發(fā)電過程中，構建以太陽能為核心的電網發(fā)電體系。截止到目前，我國已經建設了以青海柴達木太陽能發(fā)電站、敦煌太陽能發(fā)電站等為核心的輸電電網體系，形成了多種結構形式的電網體系，其具體包括獨立戶用型、并網型、并網/獨立型。

獨立用戶型電網體系主要借助太陽能光伏整體系統(tǒng)控制電壓實現，即運用太陽能光伏發(fā)電技術進行電壓源參數的調整和控制；并網型電網體系主要借助控制設備控制電流實現，即運用UPS、太陽能光伏發(fā)電機等對電壓源電流參數進行調整和控制；并網/獨立型是將兩者結合，通過PV和UPS融合完成電壓、電流控制的轉換，從而實現光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制。當前我國電網中使用最為廣泛的是并網/獨立型電網體系。

該體系構建的過程中技術人員需要對設備裝置性能進行全面把握，尤其是濾波器裝置設置的過程中需保證其載波頻率嚴格符合設計要求，這樣才能夠從根本上減少諧波對電網的影響。與此同時，技術人員還需要對保護裝置進行設置，嚴格依照我國電網運行安全指標對保護裝置進行選擇和調整，尤其是在群控技術應用的過程中需設置好空氣開關、熔斷器等，從而最大限度上防止太陽能光伏發(fā)電接入改變電力系統(tǒng)潮流方向，導致動作失效、裝置損壞等，這樣才能夠從本質上提升電網的安全性、可靠性和有效性。

3 新能源接入對電網運行的影響

新能源接入電網后會對電網的運行狀況產生一定的影響，尤其是在電網功率、電網潮流、電能質量和電網安全方面，需全面重視。

3.1 對電網功率的影響

電網建設的過程中加入新能源后會造成電能供需狀況發(fā)生明顯轉變。一般而言，新能源接入電網后會導致發(fā)電機組的有功調節(jié)能力發(fā)生轉變，造成發(fā)電量與常規(guī)發(fā)電過程中出現明顯差別。

除此之外，發(fā)電元件和輸電元件的負荷也會發(fā)生波動，造成其故障發(fā)生概率上升，在一定程度上影響了電網運行的穩(wěn)定性。為此，在新能源接入電網后需要對電網功率參數進行全面分析，確定電網發(fā)電頻率、輸電頻率、功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定狀況等。

3.2 對電網潮流的影響

新能源接入電網后電能匯聚方式發(fā)生明顯轉變，受新能源隨機性、波動性的影響，上述匯聚的過程中電網的潮流分布、流向等均會發(fā)生轉變，造成電網電壓、電流等參數上下波動。尤其是在大規(guī)模、分布式新能源隨機接入電網的過程中，會造成電網潮流方向出現明顯差異，在很大程度上增加了電網電量損耗，嚴重影響了電網的經濟性。

為此，在新能源接入電網后需要建立科學的潮流概率模型，依照具體的電網參數對其潮流影響狀況進行計算，選擇最優(yōu)接入方案，從而最大限度降低新能源接入對電網潮流的影響。

3.3 對電能質量的影響

大規(guī)模新能源接入電網的過程中很容易造成電壓質量、電流質量降低，這主要是由于電網中新能源接入后無功電壓、電流和有功電壓、電流形式發(fā)生轉變，其波動、畸變率加大導致。在對上述問題進行處理的過程中人員需要把握好新能源接入狀況，對其接入后的電能質量進行檢測，嚴格依照電網電能指標分析上述接入的合理性并制定相應的調整方案，對電能質量進行改善。

3.4 對電網安全的影響

電網運行安全一直是人們關注的焦點。近年來我國電網事故頻發(fā)，已經嚴重影響了人們的生活質量，為此，新能源接入的過程中的需要最大限度降低對電網安全的影響。相關人員在新能源接入電網的過程中需要對風電場的低電壓穿越能力進行檢測，依照具體狀況全面分析其對電網短路、孤島等的影響，在該基礎上形成針對性控制控制，從而全面提升基于新能源協(xié)同發(fā)展電網的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和經濟性。

4 結 語

基于新能源協(xié)同發(fā)展的電網規(guī)劃時需要對新能源發(fā)電技術進行全面分析，結合上述技術特征和我國電網現狀對其接入過程中的注意事項進行分析，確定新能源與電網協(xié)同發(fā)展的要點。

與此同時，還要結合具體經驗，對新能源與電網協(xié)同發(fā)展過程中的問題進行深入挖掘，依照具體狀況提出針對性解決措施，對新能源接入電網時的接入方案、設備選型、核心技術等進行把握，形成安全、可靠的電網體系。

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