試述新能源電力接入對電網規劃的影響

摘? 要：進入二十一世紀，隨著世界經濟平穩發展，人口也持續增長，截止2019年已超過70億，與之對應的能源需求與日俱增。中國疆域廣闊，人口約占世界人口的五分之一。雖物產資源豐富，但化石能源在長時間、高強度的利用下也日趨緊張。對于電力系統而言，新能源的開發和利用成為解決燃眉之急的主要方式。本文首先對電力系統的現狀做簡要分析，其次關注新能源在電力系統的應用情況，最后探討電網規劃中新能源帶來的影響。

關鍵詞：新能源電力;電網規劃;影響

改革開放之后，隨著我國經濟水平不斷提高，發展從持續高速到穩中求進。在能源利用上，環境保護的需求和不可再生能源瀕臨枯竭的現實，共同促使國家愈發重視清潔新能源在各個領域內的應用。習總書記多次倡導“綠水青山就是金山銀山”，響應環保號召的同時必然要對舊有的資源消耗+污染環境的模式進行改變。同時為了實現可持續發展，在能源選擇與利用方面，自然主張使用清潔可再生能源。

一、新能源在電力方面的利用情況

長期以來，我國主要利用的發電能源是煤炭，由于我國人口眾多，能源使用量也相應巨大，過度使用煤炭資源不僅導致該能源接近耗竭，我國生態環境也不斷惡化。在最近的幾十年內，我國的能源消耗總量一直位居世界前列，對環境造成的壓力不言而喻。這個問題一方面會對國內經濟發展造成反向阻礙，另一方面國際上針對我國能源消耗造成大氣污染的指責言論也甚囂塵上。在內外壓力下，我們必須選擇大規模應用新能源。對于新能源的開發利用，在現階段集中于水力、風力、太陽能幾個方面。雖然存在發展不平衡的問題，但其中水力、風力發電的發展最為迅速。此外核能如何利用得當，也能緩解我國的能源短缺壓力。不過現今核安全問題是個世界性難題，我國自然也沒有能單獨破解這一困局，以達成核能資源的廣泛應用。再者由于我國地跨多個氣候帶，受地形和氣候條件的限制，太陽能資源主要分布在西北地區，如甘肅、西藏等地，但東部地區則較為稀少。但該資源的開發利用還是有巨大潛力，如在西北地區開發后惠及周邊地省市，或者利用更先進的設備將動能傳輸至東南，在技術進步的情況下，是有這些可能的。我國電力工業的快速發展，已經為跨地區開發利用提供了一定技術條件，但目前還存在未知安全風險，需要在實踐中加以證實和解決^[1]。但限于目前的技術條件，我國還是主要著眼于水能和風能的開發利用。

就風力資源而言，我國比較豐富，大部分平原丘陵地區皆可修建發電基地。當然北方的優勢較之南方更大，如內蒙古和河北地區，不僅能夠滿足本地區的供電需要，還能為周圍提供動力，且發電穩定，基本不會被其他因素影響（當然重大自然災害除外）。南方的水力資源豐富，水系分布密集且水量大，有的地區落差大，容易產生強大的水動能。但水力發電受自然條件限制較多，其一是地形地貌的影響。一般在河流上游，如長江上游地區，高山深谷，較易修成大規模水電站，供電周圍地區。但中下游多丘陵平原，重力落差較小，產生的電力自然不如上游。其二便是天氣降水量的影響。南方地區4-6月普遍受梅雨季節影響，降水密集;但進入三伏之后便連續暑熱干燥，這種波動對于水力供電是不利的。但因其蘊藏的能量十分富饒，且儲備充足，屬于清潔可再生資源，使它成為新能源開發中最為核心的一種能源^[2]。以上兩種新能源的特點都是發電效率高、對環境影響小、有很高的發展價值。雖然它們各有其局限性，但可以根據他們特點，進行交替互補發電，如此便能有效增加使用頻率和適用范圍，為我國未來長期綠色環保、可持續發展提供了重要保障和動力。

二、新能源電力接入后對電網規劃的影響

在進行電網規劃的時候，新能源的接入其實對電壓選擇沒有很特殊的影響。其影響主要表現在電力電量平衡計算和大功率、遠距離輸送的實現。在電力系統運行過程中，保持電能供需平衡是關鍵，在常規電網運行中，電網平衡壓力受到發電機組有功調節能力和發電元件、輸電元件故障的影響。所以在接入新能源后要注意這方面技術和配件的改進升級。電網規劃一般有幾種方案：一是分布式發電，二是大規模集中發電，三是兩者結合。分布發電的優點是能供電大范圍地區，對于電能補充以及部分偏遠山區的供電可以起到舉足輕重的作用。但缺點在于新能源電力本身所具備的特性，即供電的波動性和不可控性。受氣候、地形影響較大。如此情況下，分布發電不僅難度大，耗資不菲，而且也很難持續保證供電，這樣對所輻射地區人們的生產生活會造成不利影響。分布式發電會影響電網系統規劃的負荷結構預測，之前的電網系統負荷缺乏精確性，數據不明不僅會導致資源浪費，對環境的影響也會更加惡劣。分布式發電雖然投入成本會較大，但相關規劃設計人員在建設過程中有了更多選擇，很多之前未用上的思路也可以在此后派上用場。與之相對應的變電和輸電的方式和線路也越發復雜了。

大規模集中發電的優缺點同樣明顯，優點是供電量大，節省設備機器費用，較分布式供電更穩定。但在新能源發電廠的規劃建設過程中，選址一般與負荷中心之間的距離較遠，對于輸電通道要求高，同時在電網的各類配套設施建設過程中容易出現輸電線路阻塞、輸電線路穩定性較差、質量不過關等問題。所以對于大規模集中供電的發電站，不僅要在建設過程尤其注重用材和規劃，光選址一條就提出了諸多限制，而且對于輸電線路容量的規劃也必須要為電力系統的穩定運行奠定堅實基礎。如風電廠的供電就有很大的隨機性，波動也很大，難以精準控制，調度就更是困難重重。不能精準把握數據的供電系統其實是存在很多隱患的，不僅是用電不穩，在安全性上也會大打折扣。所以隨著此類清潔能源的不斷推廣，對電網系統的要求會日漸嚴苛。同時相關人員指出，在應用新能源的時候要考慮其出力的各類情景，預設足夠，準備充分。根據接入形式，優化電網規劃，一是要對電網規劃進行建模分析，二是對電網損耗進行動態預算，三是對新能源出力場景進行計算分析。根據專業人士的分析，我們也不難發現，新能源當然對國家的可持續、綠色發展百利而無一害，但實際操作中會面臨很多現實困境，無論是規劃過程中，需要全方面預判和估計可能將會遇到的各種情況，還是建設過程的細致到每根導電線的質量，這需要工作人員的耐心認真，也需要國家的大力支持與投入。

結語：

通過上文的梳理總結，新能源接入對我國電網系統規劃影響巨大，對我國經濟發展也是有正向助力，但也需要考慮到新能源的局限性和適配性。首先，傳統發電的能源的電力電量平衡計算與新能源的計算方式顯然會不一樣，計算的具體方式和結果都會相應改變;其次，新能源電力接入后的可行程度和安全性能方面要給予足夠關注，否則供電效能和時長無法保證，尤其大規模發電后遠距離輸送電力的安全性應是工作的重中之重。風力和水力發電可以東、西、南、北互補，已達到各地區平穩供電的目的。總而言之，新能源電力在資源利用上是完全有利的，只是在具體實施過程中，會遇到不少的挑戰和困難，但隨著整體技術的進步，整個電力系統的改進和升級換代，新能源電力接入后的平穩供電局面在不久的將來必定會實現，只是需要相關工作者更多的付出，以助力國家經濟綠色發展。

參考文獻

[1]? 趙志強，戴擁民，宋新甫，劉奎，孫立成，聶洪展，李佳鑫.考慮清潔能源發展的歐洲電力規劃研究[J].電工技術，2018（11）：29-33+36.

[2]? 文鈺.新能源電力接入對電網規劃的影響[J].中國新技術新產品，2019（19）：137-138.

作者簡介：王煒，1968.11，男，漢族，山東黃縣，研究生，研究方向電網規劃。