基于新能源协同发展的电网规划关键技术探讨

许量鹏

摘 要：文章主要研究了新能源形势下电网的规划路径。文章首先从电网规划方案出发，对新能源协同发展下电网规划的主要思路进行分析；其次，结合新能源发展需求对电网运行过程中的新能源发电技术进行研究，全面阐述了风力发电、太阳能发电等内容；最后，在上述基础上深入挖掘了新能源接入对电网的影响，对其核心问题进行探究，望为新时期电网建设提供一定的参考。

关键词：电网；新能源；规划方案；关键技术；影响

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0098-02

近年来中国已经加大了对新能源的重视力度，开始将新能源应用到各个领域，在一定程度上缓解了中国资源紧张问题，提升了环境污染控制效益。尤其是在电网发电过程中，已经开始构建以新能源为核心的电网体系，如太阳能发电站、风能发电站等，在很大程度上提升了电网的经济性、安全性，符合中国可持续发展需求，使中国迈入了新能源电网行列，掀开了新能源电网发展的新篇章。

1 新能源协同发展下的电网规划

资源紧张是当前中国全球化发展进程中存在的重要问题，已经严重影响到了人们的生产和生活水平。为进一步缓解资源紧张现状，形成高效益资源运用体系，我国已经开始将风能、太阳能等新能源纳入到电网建设过程中，开始形成以新能源为基础的协同发展体系。上述体系不仅减少了煤炭、石油等电力发电的损耗，还降低了发电过程中的环境污染，已经成为新时期我国电网建设的关键。

从根本上而言，新能源协同发展能够将新能源全面运用到电网建设过程中，形成了全新的电网运行体系，实现了电网经济效益和生态效益的最大化。但在上述系统运行的过程中由于新能源的融合，其系统的稳定性、安全性、可靠性指标也会发生转变，为此，相关人员需要对电网规划方案进行明确，形成科学设计思路。一般新能源协同发展电网规划过程中需要把握好需求、特征、布局、性能及评估几方面内容，其具体状况，見表1。

2 新能源协同发展下的电网关键技术

新能源协同发展过程中电网建设时需要对风力发电技术、太阳能发电技术等进行全面把握，在上述基础上形成针对性电网建设体系，这样才能够从根本上提升新能源应用效益，真正实现新能源与电网的协同发展。

2.1 风力发电技术

风力发电技术是当前电网新能源建设中的重要内容。该技术主要通过风力发电系统将动能转变为电能，减少煤炭和石油资源的运用，形成清洁能源体系。风力发电系统能够通过电力电子背靠背变频技术对发电功率进行调节，在发电过程中依照电网用电量需求对其进行变频处理，形成与之相适应的输电系统，从根本上提升了电网输配电效益。

与此同时，风力发电系统还能够通过主控制器、变距系统、调向系统等控制系统对发电参数进行调整。如在电网并网发电过程中通过控制系统实现双馈处理，保证电网中电流、电压等参数恒定，减少电力线路上的电量损耗；通过控制系统对转子交流励磁频率参数进行调整，实施相应控制，从而使系统运行过程中能够处于恒定状态，这对提升电网稳定性具有至关重要的意义。

尤其是在冲击电流上，风力发电与传统发电方式存在明显差异。在发电过程中风力发电技术产生的冲击电流较小，能够通过有功控制或无功控制对其进行调整，减小了出现机电震荡的可能性，从根本上降低了风力发电对电力系统运行的影响。

2.2 光伏发电技术

随着光伏发电技术的不断完善和拓展，我国已经开始将其应用到电网发电过程中，构建以太阳能为核心的电网发电体系。截止到目前，我国已经建设了以青海柴达木太阳能发电站、敦煌太阳能发电站等为核心的输电电网体系，形成了多种结构形式的电网体系，其具体包括独立户用型、并网型、并网/独立型。

独立用户型电网体系主要借助太阳能光伏整体系统控制电压实现，即运用太阳能光伏发电技术进行电压源参数的调整和控制；并网型电网体系主要借助控制设备控制电流实现，即运用UPS、太阳能光伏发电机等对电压源电流参数进行调整和控制；并网/独立型是将两者结合，通过PV和UPS融合完成电压、电流控制的转换，从而实现光伏发电系统的控制。当前我国电网中使用最为广泛的是并网/独立型电网体系。

该体系构建的过程中技术人员需要对设备装置性能进行全面把握，尤其是滤波器装置设置的过程中需保证其载波频率严格符合设计要求，这样才能够从根本上减少谐波对电网的影响。与此同时，技术人员还需要对保护装置进行设置，严格依照我国电网运行安全指标对保护装置进行选择和调整，尤其是在群控技术应用的过程中需设置好空气开关、熔断器等，从而最大限度上防止太阳能光伏发电接入改变电力系统潮流方向，导致动作失效、装置损坏等，这样才能够从本质上提升电网的安全性、可靠性和有效性。

3 新能源接入对电网运行的影响

新能源接入电网后会对电网的运行状况产生一定的影响，尤其是在电网功率、电网潮流、电能质量和电网安全方面，需全面重视。

3.1 对电网功率的影响

电网建设的过程中加入新能源后会造成电能供需状况发生明显转变。一般而言，新能源接入电网后会导致发电机组的有功调节能力发生转变，造成发电量与常规发电过程中出现明显差别。

除此之外，发电元件和输电元件的负荷也会发生波动，造成其故障发生概率上升，在一定程度上影响了电网运行的稳定性。为此，在新能源接入电网后需要对电网功率参数进行全面分析，确定电网发电频率、输电频率、功角稳定、电压稳定状况等。

3.2 对电网潮流的影响

新能源接入电网后电能汇聚方式发生明显转变，受新能源随机性、波动性的影响，上述汇聚的过程中电网的潮流分布、流向等均会发生转变，造成电网电压、电流等参数上下波动。尤其是在大规模、分布式新能源随机接入电网的过程中，会造成电网潮流方向出现明显差异，在很大程度上增加了电网电量损耗，严重影响了电网的经济性。

为此，在新能源接入电网后需要建立科学的潮流概率模型，依照具体的电网参数对其潮流影响状况进行计算，选择最优接入方案，从而最大限度降低新能源接入对电网潮流的影响。

3.3 对电能质量的影响

大规模新能源接入电网的过程中很容易造成电压质量、电流质量降低，这主要是由于电网中新能源接入后无功电压、电流和有功电压、电流形式发生转变，其波动、畸变率加大导致。在对上述问题进行处理的过程中人员需要把握好新能源接入状况，对其接入后的电能质量进行检测，严格依照电网电能指标分析上述接入的合理性并制定相应的调整方案，对电能质量进行改善。

3.4 对电网安全的影响

电网运行安全一直是人们关注的焦点。近年来我国电网事故频发，已经严重影响了人们的生活质量，为此，新能源接入的过程中的需要最大限度降低对电网安全的影响。相关人员在新能源接入电网的过程中需要对风电场的低电压穿越能力进行检测，依照具体状况全面分析其对电网短路、孤岛等的影响，在该基础上形成针对性控制控制，从而全面提升基于新能源协同发展电网的稳定性、可靠性、安全性和经济性。

4 结 语

基于新能源协同发展的电网规划时需要对新能源发电技术进行全面分析，结合上述技术特征和我国电网现状对其接入过程中的注意事项进行分析，确定新能源与电网协同发展的要点。

与此同时，还要结合具体经验，对新能源与电网协同发展过程中的问题进行深入挖掘，依照具体状况提出针对性解决措施，对新能源接入电网时的接入方案、设备选型、核心技术等进行把握，形成安全、可靠的电网体系。

参考文献：

[1] 彭波，陈旭，徐乾耀，等.面向新能源消纳的电网规划方法初探[J].電网技 术，2013，12：3386-3391.

[2] 田世明，栾文鹏，张东霞，等.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电 机工程学报，2015，14：3482-3494.

[3] 曾博，杨雍琦，段金辉，等.新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未 来研究展望[J].电力系统自动化，2015，17：10-18.

[4] 李源非，曾博，程俊，等.能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及 关键技术初探[J].中国电机工程学报，2016，03：681-691.

[5] 贾宏杰，穆云飞，余晓丹.对中国综合能源系统发展的思考[J].电力建设，

2015，01：16-25.