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浅析新能源发电接入及对电网规划的影响

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  【摘  要】现在我国经济建设水平不断提高,同时人们的生活水平也有了显著的改善,改对能源的需求也在多年之中有增无减,给我国的能源产业的发展造成了更大的压力。与此同时,我国的开发建设过程中,对环境也造成了一定的破坏,能源安全和环境保护问题也得到了人们的广泛重视,否则必然给我国的经济和社会的可持续发展形成阻碍。在能源工作当中,积极应用新能源材料,这也给我国的电力事业发展指明了方向。
  【关键词】新能源发电;电网规划;影响
  近年来我国的社会经济飞速发展,能源需求也大大增加,但是我国能源的利用率比较低,在开发时对环境的破坏比较严重,并且能源供需两者之间的矛盾日益增大,因此,能源安全与环境保护的问题层出不穷,严重影响到我国社会经济的发展。经济发展和环境保护两者之间的问题,地我国经济发展中一项重要的问题。在能源的利用上要尽量使用那些清洁环保的新能源,这也是我国电力系统发展的新方向。
  一、慨述
  新能源也可以叫做非常规的能源,也就是传统能源之外的各种能源形式。主要有:太阳能、风能、地热能与海洋能等。新能源相较传统能源的资源有限和环境污染特点,具有资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用,环保等巨大优势。随着社会经济发展,能源需求不断增大,新能源开发利用的脚步在不断加快,新能源取代传统能源人类生活发展物质基础地位是社会发展必然结果。能源是人类活动的物质基础,传统能源危机导致能源资源枯竭,环境污染严重,严重威胁着人类的生存发展,本着有限资源和环境保护的可持续发展原则,一场全世界范围的新能源革命序幕已经开启。电力行业作为传统一次能源的最大使用者,需要在这场新能源革命浪潮当中充当先驱者的角色,大力研发新能源转换科技,加快新能源开发综合利用的脚步。
  二、新能源发电的特点
  现在随着我国新技术的不断推出,我国对于这些新能源也在不断推广和鼓励,所以其趋势体现出了大规模集中和兴起时间集中的特点来。
  1、大规模集中发电。现在我国的水力发电和核能发电全都采用大规模集中的方式来发展。举例来说,核燃料具有相当高的发电效率,如果应用技术水平较高,则不会对环境产生较大的影响。但是从另一个方面来看,核电机组运行过程中会产生较大的成本,同时整体结构非常复杂,在运行之后,大多是在额定状态下运行的。先比之下,水力发电站的成本更低,机组设备启动效率高,可以迅速完成一系列制动,所以可以灵活控制发电量,在丰水期之外也经常用于电网调峰。太阳能和风能具有无污染的特点,储备粮巨大,但其本身缺乏稳定性,在使用过程中表现出了较高的间歇性和波动性,这样一来,就严格限制了其使用频率和适用范围,所以限制人们更加倾向于风光互补发电这种方式。光伏发电在未来将会走向并网,但是由于其自身的不稳定性会对整个系统造成巨大影响,所以如果想要应用,必然需要考虑相关规划问题。
  2、分布发电。和集中发电相比起来,分布发电的概念就是在有需求的一端附近来安装发电设备,运行方式多为自给自足,将多余的电量流入电网使用,并且在配电网系统当中,以平更调节作为基础,将电能供给发电设施。现在随着时代的发展,微电网和智能小区的理念悄然兴起,所以可以说新能源已经和分布式发电形成密不可分的联系,二者的结合应用可以体现出更明显的优势来,但另一方面来看,其本身也有更加复杂的发电特性,一方面风能和太阳能具有一定的波动性,节点承担了电源和荷载两个特点,同时分布式电源也大大复杂化了电网运行方式,这也给继电保护工作的开展提出了新的要求。
  三、电力系统的规划
  1、负荷预测是基础工作,在实际的工作中影响的负荷的原因一般有:经济发展的水平与经济结构的调整,生活水平、收入水平与消费观念发生的变化,电力消费的结构出现变化,天气的情况,电价,管理措施以及政策因素等等。在确定电压等级的时候,我们需要考虑的是:动力资源的分布,工业的布局,电力负荷的增长,新建电厂的容量,近期过渡的可能性,与远景系统的规划发展。电力电量之间的平衡,就是供应和需求两者之间的平衡。
  2、在电源规划与变电站的布点规划中,我们应该对电力电量进行平衡计算,分析并且规划水火电厂的運行方式,还要计算燃料的消耗量,发电设备的利用率,检验电量的平衡,对系统与地区之间的电力电量进行交换,并且为论证与制定方案来提供依据。
  四、新能源接入对电网规划的影响
  在对电网进行规划的时候,接入新能源对选择电网电压并没有什么大的影响。风力发电与光伏发电常常会受到天气等自然条件影响,其发电会呈现出发电间歇性与波动性,电量变化随机性大。并且电网会产生冲击电流,使得电网的频率出现偏差,电压出现波动,进而影响稳态电压分布和无功特性,使电网的不可控性和调峰容量余度增大,使电力系统的安全稳定性受到影响。新能源发电电子装置会产生一定的谐波和直流分量,当谐波和直流分量注入电力系统后,会引起电网电压畸变,影响电能质量,还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作,影响电力系统的安全运行。新能源势必会取代传统能源成为人类生存发展的物质基础,这只是早晚的问题,是社会经济发展的大势所趋。当前新能源开发转化技术能力还不够成熟,电力工业新能源开发利用还不足以起到主导的作用,但对电量补充和一些偏远地区的供电等还是起到很大的作用。新能源发电本身所具有的波动性,间歇性、不可控、可调度性差等特点还没有得到有效解决,在电网接纳能力不够的背景下,新能源发电并网运行难度大,成本高,同时也会给原有电力系统带来很多的负面影响。
  对于单项规模比较大并且发电比较集中的新能源,其电网规划主要的影响因素有两个方面:①在电力电量的平衡计算中,对出力进行计算。②要重视距离比较远大功率输电的经济性与安全性。一般来说,在对核电厂进行出力计算的时候,在电力电量的平衡计算中,通常用的是额定运行状态下的参数来进行计算。在水电厂出力计算的时候,在丰水期一般是在满载状态下进行计算的,在其他的时期一般作为调峰使用。太阳能的电厂与风电厂出力的随机性比较强,其波动性也比较大,并且不容易控制,调度起来比较难,反正就是对电网每个方面的要求都比较高,因此,我们在进行电网规划的时候一定要注意。
  新能源发展中分布式的发电,能影响到电网规划的主要是负荷的预测,电网结构的确定。分布式新能源发电对电网规划所产生的影响一般在两个方面:①负荷的性质不确定。②分布式新能源发电使得我国的规划设计人员有了新的思路,设计规划人员在选择方案的时候多了许多的选择。其分布特性使电网的规划有了许多的方案可以选择,多了新的方法,变电更加的复杂。
  总之,新能源的接入对于电网规划来说,产生了很大的影响,这些影响因素我国要根据新能源的类型来判断,不同的新能源发电对于电网的规划有着不同的影响。目前电力工业新能源接入还存在诸多研发利用问题,新能源的接入可靠性得不到保障,但其快速的发展和无限的潜能都是让人欣喜的,人类离不开能源作为物质基础,大力加强新能源开发利用力度,提高新能源转换科技技术,是人类社会发展的必然趋势。
  参考文献:
  [1] 陈梓翰,杨靖萍,武从海.风电场的机组布局优化研究[J].太阳能学报,2016,35(3).
  [2] 许昌,杨建川,李辰奇.复杂地形风电场微观选址优化[J].中国电机工程学报,2017,33(31).
  (作者单位:湖北省智网瑞达电力设计有限公司)
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