新能源发展的电网规划关键技术研究

丁铭真 郭彦楠 李文琦

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，人们对于能源的需求逐渐增加。并且，传统能源的局限性推动了新能源的快速发展。由于新能源的储量远大于传统能源，污染更是几近于无，最重要的是新能源的可再生性，使得它成为解决能源短缺问题的有力措施。然而，新能源的发展并不是顺风顺水的，在接入电网系统的过程中，出现了很多协调方面的问题，使得新能源无法大规模接入电网系统。同时，如何建立新能源和电网系统协同发展的电网规划成为能源建设的关键问题[1]。

关键词：新能源协同发展;电网规划;太阳能发电;风能发电

引言

随着风电场、光伏电站不断并网，地区电网网架结构发展跟不上新能源机组容量的增长速度，多能源混合的特点以及断面分层的特征给日前发电计划制定带来困难，为此提出一种考虑断面安全约束和调度公平性的多层次多能源日前发电计划方法。在保证断面潮流接近稳定极限的情况下，合理公平进行各个电厂的有功功率分配，实现电网安全稳定运行条件下的风光资源充分利用[2]。

1方法概述

多能源混合的电厂日前发电计划需要考虑输电断面的安全约束，根据可就地消纳的负荷预测、输电断面的输送能力等因素，计算断面安全约束条件下的风电场和光伏电站的可接纳空间，当该断面下各个电厂的发电预测功率超过该接纳空间时，输电断面越限，需对风电和光伏的发电计划进行出力限制。在保证所有断面功率不越限的情况下，使断面得到最大化利用，实现各光伏、风电最大化消纳。本文提出一种新方法，包括深度搜索越限断面和多能源调度公平性的出力受限分配，基本思路是：（1）电厂初始分配的日前发电计划功率均以其出力预测为准，采用深度优先搜索越限断面的方法，从内层到外层的优先级顺序逐步降低进行搜索，计算该断面下电厂发电的最大空间和出力受限值;（2）基于熵值法计算同一越限断面下各电厂的出力受限分配权重得分，对各电厂重新进行有功功率的计算。该方法主要特点在于：（1）不存在剩余调节功率重新分配的情况，每个断面仅進行一次有功功率控制;（2）充分利用了新能源送出断面，同时保证了各个风电场和光伏电站出力受限的公平分配。

2在电网调度方面的影响

以负荷的可预测性以及电源的可靠性作为基本依据，这两点保证了传统发电计划的制定和实施的可靠性。但是新能源发电出力具有很大的随机性，很难满足这两点，这便对电网的调度产生了一定的影响。其一，因为很难准确测定，所以无法被当作负的负荷;其二，如果将新能源发电看做电源，那么电网系统的可靠性又无法得到保障。以风力发电为例，风力发电具有反调峰的特性。那么，什么是风力发电的反调峰特性呢？就是指风电场中风力发电的功率经常与地区的负荷特性相反。正是由于风力发电的这个特点，大规模的风力发电接入电网系统往往会导致电网调度的难度增加。为了解决这一问题，电网便不得不增加调峰容量并预留更多的备用电源。然而，这一方案虽然有效的解决了问题，但是它也同时增加了电网系统的附加费用。那么，电网系统的运行费用也就会随之增加了。

3新能源发展的电网规划关键技术措施

3.1开展高可靠性引领全要素最优电网规划

融合多方资源统筹电力布局。“网上电网”衔接政府控规，集成土地利用、生态环境保护等22套国土空间资源信息，可自动计算交叉跨越数量，精确定位电网与生态红线等冲突，辅助电网规划合理避让，智能推荐最优方案。辅以高清卫星图片，直观掌握现场情况，实现远程线上选址选线。在网上开展网格划分、需求预测、布点规划、网架设计、仿真计算及多方案比选，实现电网问题智能判、电力负荷切实测、目标网架直观绘、规划方案在线比、规划项目自动出、指标成效仿真算。开展多元融合高弹性电网建设规划。按照高弹性电网建设要求，强化统筹电网安全、效率与效益协同提升，推进电力平衡向电量平衡转变。充分考虑多元负荷、新能源与电网互动融合发展要求，应用区域拓扑识别，智能判断自定义区域内高、低压用户明细，自动计算分行业、分电价用电量，支撑区域电量统计，加强规划设计的广度和深度。建立效能提升红利全环节共享机制，从规划源头提高电网灵活高效调节能力。

3.2积极推进城市配电网自动化发展

为能提升智能电网管理水平需在智能电网自动化建设中因地制宜的规划城市电网管理，增强城市电网规划的安全性、合理性、可靠性。在城市智能电网建设过程中还需考虑智能电网的社会适应性，按照经济可靠的原则来选择智能电网运行管理设备 ;积极推进数字化智能电网建设。和一般意义上的电网运行相比，智能电网能实现多个设备间的沟通交流，并通过专业的通信端口来转化和管理应用各类信息，进而实现对电网信息的统一化、规范化管理 ;第四，打造节能环保的绿色网络。在城市智能电网建设过程中要综合考虑工程噪声、电磁场、通信信号对电网信号的干扰，严格按照国家规范的标准进行建设。

3.3分布式资源低可观性与低可控性

集中式电源由大电网统一调控，其可观性和可控性较高，而 DER 一般等效为负的负荷，其可观性和可控性较低。在正常运行下，大电网缺乏对 DER统一的优化调度，影响了整体的运行经济性。在扰动事故后，以微电网等形态接入的 DER不能有效地提供功率支撑和参与大电网安全稳定控制;相反，其往往以保护自身为目的，切换为离网模式运行，在功率反送场景下会加剧事故的严重程度。

结语

不同于常规能源所带来的不可再生，环境污染等方面的问题，非常规能源也就是新能源所具有的储量大，可再生，污染小等优点而被广泛看好。新能源的发展为缓解我国的能源短缺以及环境保护都将发挥不可忽视的作用。电力企业要加强协同新能源发展的电网规划制定以及完善，不断进行优化改进，在整体上深度整合，构建完善相应的综合评价体系，保证电网系统的平稳运行，满足人们的生产生活需求，为我国的新能源发展保驾护航[3]。

参考文献

[1]王璐.协同新能源发展的电网规划关键技术研究[J].科技资讯，2020，18（16）：50，52.

[2]刘明，张翼翔，刘培.新能源发展的电网规划关键技术研究[J].魅力中国，2020，（29）：337.

[3]闵富强.协同新能源发展的电网规划关键技术研究[J].数码设计（上），2020，9（7）：89.