电网规划中的新能源接入影响分析

乐姝

摘要：近些年，我国风光等可再生能源发展迅速，电力系统逐渐呈现出高比例可再生能源并网特征。截至2019年底，我国可再生能源装机占比约38%。风光等新能源发电具有随机性、波动性和间歇性等特征，其大规模并网给电网规划带来新的挑战，亟需科学、高效、可靠的电网规划决策支持软件工具辅助指导电网规划工作，以满足高比例可再生能源并网下的电网规划工作新要求。

关键词：电网规划;新能源;接入;影响分析

引言

为构建清洁、低碳的现代能源体系，我国大力发展风电、光伏等新能源。风电、光伏出力具有不确定性和随机性，对电力系统调峰能力提出很高要求，目前电源侧调峰能力的欠缺使得弃风、弃光现象严重。近年来我国发达省市夏季尖峰负荷屡创新高，95%以上尖峰负荷持续时间在60h左右，满足电网尖峰负荷供电的电网投资经济性较差。综上，新能源发展和负荷特性变化对电力平衡与调峰的灵活性需求以及事故支撑的弹性需求日益增长，单纯依靠电源侧扩张的规划与优化调度方式，将导致电网规划投资和运行效率低。因此，亟须挖掘用户侧资源的灵活调节与支撑能力，满足新能源消纳和尖峰负荷供电需求，提高电网规划投资和运行效率效益。

1新能源决策

新能源一般是指基于太阳能、生物质能、水电、风能、地热能、波浪能、潮汐能、潮汐能、海洋表层和深层热循环等新技术开发和应用的可再生能源，以及氢气、沼气、酒精等等，例如，风能，水能，氢能已经成为可再生能源的主要来源。由于传统能源的有限性和环境问题的日益重要，许多国家越来越重视环境友好型的新能源和可再生能源。

2电网规划中的新能源接入情况概述

2.1太阳能能源接入

太阳能应用较为方便，在电网规划中的可接入性非常强，目前在我国的绝大部分地区的用电领域都可以实现应用。我国有80%的地区太阳能资源富饶，主要分布在西北地区，东部沿海的许多城市相对较少，此外由于太阳能发电受天气影响波动性较大，因此无法保障电网运行的稳定性和可靠性。但太阳能作为自然资源中较易获取的资源，在电力行业仍具有很大的发展潜力，随着科技的不断进步，经过不断的实践优化，在电网规划中太阳能能源的应用将会更加常见。

2.2风力发电机的类型。

根据装机容量的不同，风力发电机可分为小型、中型、大型和特大型。风力发电机的容量越大，叶片就越长。根据风力发电机的设计，可分为纵轴结构和横轴结构两类。根据功率控制方式的不同，可分为变攻角汽轮机、主动齿轮箱汽轮机和固定攻角汽轮机。根据发电机转速的不同，可以分为恒速风力发电机、变速风力发电机和恒速风力发电机。不同的能源形式可以分为海上风电和陆上风电两类。风能可分为高速和低速风力发电机，上游可分为风力发电机和风力发电机。低压输电（LVT）无疑是风电技术中的一项重要技术。当风电机组的输出电压除LVT外均降低时，风区的风电机组会出现雪崩，最终导致整个正风区瘫痪，危害电力系统的稳定。因此，现在必须对风电机组进行低电压设计，以减轻低电压对风电场安全运行的威胁。为了保证低压风力发电机组的生存能力，在设计电压的基础上，使风机在受到冲击、SVG等压力的地区的输出电压能迅速恢复到正常水平，从而保证低压风力发电机组的生存能力。

2.3水力能源接入

根据我国水能资源普查结果的显示，水资源储量丰富，在现有技术体系下可供开发利用的水能资源也十分可观，具有相当大的发展和利用空间，特别是南方的水力资源丰富，加上地势优势容易产生强大的水动能，利用水流过程中产生的重力进行发电，发电效率很高且能够循环利用，清洁无污染，环保又节能，在发电领域有着得天独厚的优势。

3新能源电力接入后对电网规划的影响

3.1对电网运行的影响

一是对电网调度的影响，相较于传统发电方式来说，新能源发电随机性较强，基于风力和水力建设的发电厂发电能力无法精确测定，作为电源的可靠性较差，电网需要更多的备用电源和调峰容量，且大规模风电接入后往往会增加电网调度的难度，使得电网运行变得更加复杂和低效;二是会影响整个电网系统的功率平衡，新能源并网后与常规电网的发电机组有功能调节等产生冲突，无法维持电网功率的平衡，从而对电力系统的安全稳定运行产生冲击;三是对电网潮流的影响，由于整个电网潮流注入功率多元化，新能源并入电网的方式以及规模不同，影响对电网损耗的监控，增加电网运行的电能损耗。因此要建立系统综合的评价体系，根据接入形式、新能源出力场景等进行计算分析，分析电源结构、布局和性能、系统运行性能，了解新能源接入的难点、要点、关键点，并从经济实力和电网技术水平来提高其可行性和有效性，使新能源与常规能源、电网协同发展。

3.2模新能源对电网线损影响

随着不同发电出力形式特别是新能源出力的大量并网，现代电网呈现出电网结构不断扩大、运行控制日趋复杂的特性。对电网调控运行人员来说，如何准确评估各种不同影响因素对电网线损的影响大小，保障电网安全稳定、经济运行就成为一个重要问题。为准确评估不同发电出力对电网线损影响因子大小，保障电网经济运行，基于Meanshift聚类分析的电网线损影响因子评估方法。首先，提出一种基于误差平方和的滑动窗口半径最优选取方法;其次，采用基于高斯核函数的Mean-shift聚类分析法将电网量测数据按疏密程度聚类，提取出其主要特征;再次，通过对聚類结果进行多元线性回归，得到不同发电出力的线损影响因子。

3.3新能源接入后电网继电保护性能的系统评估

将新能源电场有效且集中地接人到电网中，其特有的复杂故障电流特性以及间接性的运行模式，在很大程度上对传统的电网继电海行过程中对其保护性能产生较大的影响，更重要的是也会对整个电网运行过程中的安全性、稳定性以及可靠性等造成非常严重的影响，非常不利于人们生产生活的正常进行。因此，相关工作人员要充分地针对新能源电源的情况，在电源集中接人后：对各种组件之间的距离进行有效的保护、选相元件以及电源电流的保护等备个方面的基础上，开展科学合埋的电网继电保护系统全面评估工作以及分析工作，并且在一定程度上有效地保障短路电流的计算误差被控制在含理的范围之内，有效地提升电网继电保护系统的评估效果以及工作质量，并在此棊础上对电网继电保护采取有效地措施，以此有效地提升我国电网系统运行过程中的安全性、稳定性以及可靠性。

结束语

综上可以看出，各能源的发电形式都具有其优势和局限性，但对于电力行业和环保事业来说依然具有很高的发展价值。受限于我国的地形和气候条件影响，电网规划中的新能源接入任重而道远，大规模的、安全而又稳定的新能源发电模式还需进一步研究深入，因此在电网规划阶段，可根据它们的特点进行合理开发，有效增加使用频率和适用范围，以便更好地满足国家发展对于电力的持续性增长需求，为经济生产和日常生活提供重要的保障和动力。

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