大规模新能源接入对电网影响分析周峰

大规模新能源接入对电网影响分析周峰

周峰

（国网扬州供电公司225009）

摘要：随着我国经济的不断发展，科技水平的不断进步。经济社会发展对于能源的需求也在不断的增加。当今一些传统的能源由于长期的使用已逐渐枯竭。新兴能源已成为世界上各个国家争相研究与应用的焦点。在我国风力发电与光伏发电通过近几年的研究应用发展已取得了很大进步。当但在发展过程与实际应用中仍然存在着很多问题急需解决。这其中就包括一项关键技术即大规模新能源发电设备并入电网的技术。本文简要介绍了我国当前新能发展情况与发展趋势并分析了大规模新能源接入对电网不同方面造成的影响。

关键词：新能源发电接入电网；电网；影响分析；解决对策

前言

当前，随着我国经济的高速发展。对于新能源的需求已逐渐增加。新能源的创新研究变得至关重要。要实现可持续发展就必须要在新能源发点技术中有所突破。在我国，近几年的发展中，风力发电与光伏发电。越来越多的应用到发电系统中。与此同时，由于新能源的大规模并网。给整个电力系统运营调度多带来了许多挑战与问题。只有我们不断的去分析解决这些实际中的问题。才能使新能源更好的普及于电网系统中，才能为国家经济社会的发展发挥作用。

1新能源发电概况

与传统能源相比，新能源的使用就是指在新兴技术水平上对非传统能源的开发与应用。这其中最常见新能源有风能、太阳能、地热能、生物质能、潮汐能等等。近些年来，由于我国能源结构的不断调优化。新能源的发电量与装机容量迅速增长。这其中增长最快的是风力发电与太阳能发电。随着技术研究的不断深入与成熟，该技术以可以规模化，商业化的广泛应用于实际生产生活中。当今世界上，我国是风电装机容量最大光伏发电装机容量增长最快的国家。但是对于地热能、生物质能等其他新兴能源的发电技术水平还有待提高。这其中有很多原因包括地理位置分布、技术储备水平与开发利用程度等等。对于新兴能源的使用一方面大量减少了煤炭等传统能源的开采。另一方面新兴能源清洁环保有利于国家绿色持续健康发展。

2电压波动和闪变对电网的影响

通常在电力系统中，发电站机组由于开停机等影响导致其电压是随着时间波动变化的。虽然有补偿电容器辅助作用，但是由于投切因素的影响。最终电网中电压呈现出来波动变化的特点，甚至会出现闪电的现象。这其中致使电压产生波动甚至闪电现象的最主要原因来自于发电站的输出功率是随时间变化的。对于风力发电，影响输出功率变化的最主要原因为风速的变化。具体来说湍流强度的变化与电压了波动闪变有着一定的关系。当前在该方面的研究已取得了一些进展。对于光伏发电影响输出功率变化的最主要原因来自于温度和光照强度变化。通常在新能源接入电网时，如果电网的短路容量越大。光伏发电的功率波动也就越大。而由此导致的接入点电压波动也就越小。所以当我们在电网中需要接入新能源发电系统时，就需要对并网点电压级别进行合理的选择与规划。以此来减小接入新能源发电系统对已有电网的影响。

3谐波对电网的影响

由于在风力发电与光伏发电系统中均配有相应的电子装置，这些电子装置在正常运行中不可避免的会产生一定的谐波。当这些谐波电流进入电力系统后就会引起电网电压的变化，严重时甚至会引起电网电压畸变。这严重影响了电力质量与安全。除此之外，电压畸变还有可能造成自动装置误动作或触发电力系统的机电保护系统等。这严重影响了电力系统的正常运作与安全运行。所以在新能源发电系统中，要根据电力装置的不同配置相应的滤波装置和补偿装置等，以滤除电路中的谐波含量

4对电网频率的影响

与电压波动现象相比，频率异常在电力系统运行中属于较为少见的情况。在光伏发电中发电站容量较小的情况下。即使有多台机组进行投切也不会使得整体电网的频率发生异常。但是新能源发电机组的出力往往不统一，具有一定的随机性。随着当今新能源技术的不断发展，新能源发电量在电网发电量中的比例不断增加。电网中任然可能会出现频率异常的现象。在实际生产生活中，这种电网频率的波动对整个电力系统以及用户的使用均会造成不良的影响。由于新能源发电随机可调度性差的特点，当电网兼容能力不足时，新能源发电并网会对整个电力系统存在不利因素。并影响整个电影系统正常运行。所以电网必须根据实际情况控制接入容量，以保证整个电网则正常安全运行。对于新能源发电装置也要考虑到并入电网中的实际情况。进行必要的改装与升级。使得电网兼容能力有所提高，同时也要升级整体技术水平使得新能源能够更好地融入实际电力网络系统中。

5新能源接入对电能质量的影响

当风电、光伏发电等装置接入到当地的电网中时，或多或少会对配电网的电能质量特别是电压带来一定这不确定因素。由于新能源往往受到季节气候及自然条件影响，导致整体的分布电源具有很大的不确定性。因此，分布式电源的接入往往会给有电网带来极大地消极影响。如接电压偏移造成电压波动。潮流变化引起三相电压失衡等等。但是，新能源接入，也会对整体电能的质量。带来很多的好处，比如接入分布式电源是可以提高接入点短路容量程度。分布式电源的无功出有电压支撑的作用。当分布式电源与电能质量调价器进行结合使用时，是可以有效的提高整体电网的协调控制能力。这样不仅可以提高整体电网的电能质量，而且可以减少对于相应电力设备投入。

6新能源接入对电网调度的影响

由于新能源间歇波动的特点，当新能源接入到已有电网中时往事可能会对有电网的正常运行造成一些不稳定等因素。影响整体电网的安全运行。这需要将电网与新能源进行协调配合。例如在风力发电过程中。由于风能是不确定，不稳定的，难以做到精准的控制要求。由于风电的不确定性，大规模的风电发电设备并入已有电网必然会给电网带来不确定性，甚至出现功率波动性变化。这极大地影响了电能的实时平衡。并对电网的安全稳定运行带来了负面影响。

除此之外，自然环境的因素也是限制新能源发电的原因之一。因为影响新能源控制与协调原因之一就是自然环境的不确定性。对于不同类型的新能源。自然因素的影响也是不同的。一些新能源受环境影响，可以保证一段时间内维护在相对稳定的条件上。如地热能在一般情况下容易受到自然条件的影响。但是在热田就能相对的保证在一定时间内一定程度上稳定的能源供应。考虑到持续性、经济性、可控性等方面的原因。受自然条件影响因素相对较小的新兴能源往往会得到更多的应用与普及，这得益于其良好的控制性与调度性。风能与太阳能是受自然环境影响相对较大的新型能源。因为自然环境的影响使得新能源的不可控不稳定是影响新能源并网的主要原因。

7新能源接入电网后的应对措施

根据调度周期内不同时段负载的变化情况，合理安排运行机组。将运行机组与负载进行合理的分配，使得整体电网不仅能够稳定安全的运行而且可以提高整体电网的经济性水平。所以调度决策的合理性将直接影响电网的有效运行。首先要建立合理的调度方案。优化调度模型通过数学建模方法对多目标调度进行优化选择，提供有效合理的调度方案。其次是调节电源结构的分布，建立有效且稳定的备用电源。起到调节整体系统的作用。以此来增加整体电网的调峰能力。同时研发储能设备，将多余的电量进行存储并用作备用电源。这样可以有效控制新能源并网带来的不确定性。最后通过市场调节机制。建立需求侧响应机制以保证整体电力系统的稳定平衡。将各种新兴能源电力系统进行有效且安全整合与调控

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