浅析新能源发电接入及对电网规划的影响

浅析光伏发电接入对电网调峰的影响文/喻振帆我国太阳能资源丰富，具有大规模开发利用的潜力。根据国家能源局《太阳能发展“十三五”规划》，到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿kW以上，其中，光伏发电装机达到1.05亿kW以上。广东南部全年日照时数在2200～3000h，太阳能资源较丰富，具有开发潜力。随着太阳能发电技术实用化和生产规模化，太阳能发电将成为电力系统的又一重要组成部分。1广东电网负荷特性及调峰手段近年来，广东电网电力需求保持持续增长，与此同时，广东电网电力负荷呈现峰谷差大的特点。在广东电网的电源结构中，传统燃煤发电占较大比重。系统出力快速调节主要依赖蓄能和燃气机组，由于受系统短路电流限制，蓄能的开机数量长期受限，燃气机组受稳定断面影响，实际可调范围受限，系统实际可调度的快速手段不多，负荷的快速攀升和下降主要依赖火电平衡。在负荷低谷平衡时，大型火电机组大多需要降至最低技术出力运行，燃气机组普遍实行“日开夜停”两班制运行，不利于能源充分高效利用。2光伏发电特点及调度应对手段光伏发电出力具有周期性、间歇性和随机性的特点。为应对光伏发电的特点，系统中随时需要有快速可调备用来补偿由此造成的电力不平衡，需要配备与光伏发电相当的旋转备用容量方可满足系统调峰调频的要求。另外，若光伏发电受太阳辐射影响，在负荷低谷和急降段加大出力或在负荷高峰段和急升段减少出力，无疑都会加大电网的峰谷差和系统调峰压力。3应对光伏发电大规模接入的调度运行关键技术及其研究现状为减少大规模光伏发电并网对电网调度影响，准确的光伏发电出力预测、储能技术的应用是解决的有效途径。3.1光伏发电出力预测光伏发电系统出力主要受太阳辐照强度、天气情况等因素影响，出力变化是一个非平稳的随机过程。光伏发电系统对于电网是一个不可控电源，大规模接入容易对电网造成冲击，因此准确预测光伏发电出力是保证电网安全运行的重要手段之一。光伏发电的短期负荷预测一般可分为基于太阳辐射强度的间接预测技术和基于光伏发电系统的直接预测技术。基于太阳辐射强度的间接预测方法指通过预测太阳辐射强度值，进而根据以太阳能电池物理原理和光电转换效率等概念建立的光伏发电输入-输出模型计算得到的短期功率输出值。基于光伏发电系统的直接预测技术是利用对输出功率历史数据的合理建模，结合气象预报信息直接对光伏发电系统的短期输出功率进行预测。随着光伏发电在能源结构中的比例不断加大，快速准确的预测方法将对调度计划制定、系统调峰等调度行为具有重大指导意义。3.2结合储能技术的光伏发电光伏发电要实现大规模并网，其对电网的冲击不容忽视。应用储能技术被认为是解决光伏发电并网对调度运行影响的有效方法之一。典型的光伏并网发电系统一般应包含光伏阵列、最大功率点跟踪装置、储能系统、逆变器和变压器五部分。其中储能系统是调节和控制环节，通过对充放电的控制稳定光伏发电输出，消除光伏发电出力的随机性和间歇性。对于电网调峰，储能系统可在光伏发电出力处于高峰且电网负荷处于相对低谷时段将光伏发电系统输出的电能进行储存，待电网负荷出力处于高峰时段进行释放，起到削峰填谷作用。目前电力储能设备在新能源发电领域渊下转第67页冤研究园地专版荨

新能源发电接入及对电网规划的影响

摘要：近几年来，随着我国经济的快速发展，对能源的需求也在逐年提高，与此同时，我国的石油能源也在逐渐枯竭，能源的紧缺已经给我国的经济发展和社会建设造成了阻碍，尤其在电力行业当中，需要我们开发新能源来解决现有的问题，同时我国也在这个问题上进行了一定的尝试。首先简要分析了现阶段新能源发电发展的情况，之后介绍电网归划的相关概念，最后说明了其中的关联，阐述了其所造成的影响，希望给相关工作的开展提供一些参考。

关键词：新能源发电；电网规划；影响

引言

近年来，新能源发电成为国家能源使用的新途径，新能源发电能够有效弥补石油和煤炭能源减少的问题，同时，新能源相较于石油和煤炭等能源而言对于环境的污染程度较轻。在当前社会的发展过程中，对于新能源发电的需求越来越高，所以要对新能源发电进行充分了解，重视新能源发电接入电网带来的影响，并且根据实际情况采取合理的措施，将新能源发电接入对电网规划产生的正面影响充分发挥出来。

1新能源发电的特点

1.1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。

堡：　！±　箜　查　塑　囹　

试论新能源发电接入及对电网规划的影响　

陈道敏　（国网江苏省电力公司泗洪县供电公司　江苏　宿迁　２　２　３　９　０　０）　

【摘要】近年来，我国大力宣传可持续发展，不断推进科学发展观．，致力于建设资源节约型、环境友好型的社会，　这是由目前的生态环境现状决定的，也是社会发展的必然趋势。在可持续发展战略的支持下，我国的新能源发电技术快　速发展成熟，已经开始在较大范围内实现应用，本文即是在此基础上展开探究，并分析新能源的接入时电网规划的影响。　【关｛Ｉｌ阔】新能源；发电接入；电网规划；影响　【中图分类号】ＴＭ７１５　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００９－５６２４（２０１７）１１－００５１－０２　

１引畜　新能源是指可持续利用的资源，新能源发电在我国主　要是指利用风力、水力、核能和太阳能进行发电，并保持　

持久稳定的供电。我国目前的新能源开发已经走在了世界　

的前列，对其利用程度也较为深入，但新能源发电的接入，　

同时也给我国的电网规划带来了深刻的影响。　

２新能源发电的现状　

我国目前对新能源的开发，主要集中在风力、水力和　太阳能发电上，在利用效果方面以风能和太阳能为佳，在　发电和供电方面都有着良好的稳定性。　

２．１水力发电　

水力发电是新能源开发中较为热门的资源，是循环利　用效率较高的清洁能源，水作为自然界具有强大能量的资　

源之一，在发电方面具有极大的优势。水力发电主要利用　

水自身重力产生的能量进行发电，但利用水能进行发电受　

到的限制较多，比如会受到水域分布的限制，在缺水地区　

（３）安装顶部均压环，如上图１（ｃ）（ｄ）所示；　

（４）连接顶部直管均压环与顶部均压环间的等电位　

线如上图１（ｄ）所示；　（５）待全部零部件就位后，紧固所有螺栓。上紧力　

矩为：ＭＩ６螺栓１５ＯＮｔｏ，ＭＩＯ螺栓３５Ｎｍ，Ｍ８螺栓１５Ｎｍ。其　

中顶部均压环绝缘支撑块、顶部均压环及顶部均压环支柱　

绝缘子的配合安装力矩：ＭＩＯ为３０Ｎｍ、Ｍ１６为７０Ｎｍ。　

新能源发电接入对电网短路电流的影响研究

摘要：我国新能源发电行业最近几年发展非常迅速，为我国经济建设贡献非常大，同时对传统电网也产生了一定的影响。本文以简单电力系统和某实际电网为研究对象，分析了风电、光伏接入对接入点短路电流的影响。计算结果显示，风电机组提供的短路电流衰减速度高于同步机组。受光伏电站中逆变器等电力电子装置的过载能力限制，光伏电站向系统提供的短路电流很小，光伏电站经多级升压后接入高压送电网中的短路电流基本可忽略不计。

关键词：新能源发电接入；电网短路电流；影响研究

引言

近年来，随着我国科学技术的快速发展，很多行业都迎来了新的挑战和机遇，电力行业也不例外。由于风电机组和光伏发电与常规水、火电机组发电基本原理不同，出力特性具有很大的随机性和不确定性，并网后对电力系统的影响与常规水火电机组也不同，加之新能源发电往往处于电网边缘或末端，电网结构相对薄弱，大规模新能源机组并网对电网运行的影响将日益突出。风电接入后电网的有功频率特性、暂态功角稳定性、无功电压特性、小干扰稳定性、电能质量、配电系统继电保护等诸多方面都将产生重大影响。风电机组类型主要包括鼠笼异步风机、双馈风机和同步直驱风机。光伏发电系统通过逆变器和电网相连，其输出电流特性取决于逆变器控制策略。本文研究风电机组和光伏发电对系统短路电流的影响：以简单系统为例，分析不同类型的风电机组对电网短路电流的影响规律。

1新能源接入电网的问题分析

（一）风电、光伏电压波动问题。在风电和光伏发电项目中，因其部署的分布性非常广，且对于自然资源变化带来的发电电压波动较大，故其成为并入电网的一大问题点。对于风力发电系统来讲，在风口必然存在风力大小及方向经常变化的情况出现，通过风力发电叶轮驱动发电机进行运转时，就会使得发电机转动时快时慢，这样发出的电能电压时高时表现非常不稳定。电压不稳定就不可以接入电网，否则会影响到整个电网的电能质量。光伏发电同样存在着类似的问题，因受到光照强弱程度影响，其电能转化后电压强弱也会出现不同程度的变化。（二）干扰问题。利用新能源进行发电过程中，必然存在的问题还有就是干扰问题，受到自然环境中不稳定因素的影响，如沙尘、雨雪、小型动物等对风电、光伏设备的干扰，必然会对发电后的电能质量产生或多或少的影响。这些干扰产生的杂波，同样是不能够送到电网中的，否则会对整个电网产生很大影响。故其在接入网前，必须经过有效的滤波整流处理。（三）电能输出过量或不足问题。电能输出的多少与实际使用情况密不可分，按需供电是整个发电系统综合调配的结果。故当出现当前所发电量已经可以满足使用了，而自然环境中仍可驱动风电、光伏设备进行工作时，就会造成浪费或烧毁后级设备的情况。