基于电网消纳能力的新能源发展策略研究

基于电网消纳能力的新能源发展策略研究

杜明建

中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 河南省郑州市 450007

摘要：随着全球现有资源的日益紧张和能源的缺乏，新能源的发展已在各个行业进行了评估。对于电力公司而言，为了更有效地利用新能源，有必要设立适用于新能源发电设备和电网设备的使用方法。由于新能源本身具有一定的随机性和不确定性，这样就会影响电网规划的效果。为此，我们应该创建合适的能源电网规划方案，深入分析新能源消纳电网规划，并从根本上提升新能源运用效果。从新能源消纳视角深入研究电网规划工作，提升电网规划的科学合理性[1]。为了实现这一目标，必须首先设立满足新能源消耗需求的电网设计方法，并评估电力系统吸收新能源的能力。基于此，本文考虑到节省能源消耗的电网设计方法，以获得能够满足新能源消耗需求并加快电力公司发展的电网规划方案，以供专业人士进行参考。 　　

关键词：新能源;电网规划;新能源消纳 　　

引言 　　随着各类新能源发电方式不断出现为社会经济发展与人们生活带来优越的便利性和实用性之外，新能源的发电设计也在不断优化升级，这也在一定程度上越来越考验用电规划部门的设计难度。因此，为了满足新能源规模发展的需要，有必要建立一种关注新能源消耗的网格规划方法。积极规划并设立新的能源，采用节省能源新方式越来越成为科技需要攻克的难题，对于工业生产和居民生活安全用电具有十分重要的意义。

1. 新能源特性分析 　　1.1风能新能源特点 　　首先，风的随意性。一天当中，风速在快速行走的时候会有接近零风速和快速变化的特点，一般来说微风拂过都有在3-4/秒的情况，那么风电在大部分时间内都会在在接近零的时间和快速变化的额定风速之间存在变化[2]。其次，风电快速变化也有一定的不确定性，收到环境、地理特质、季节天气以及温度的影响也会有不同的效果产生，当一个地区和天气出现正常的情况下，风电会产生良性波动的结果。当天起不好，刮风下雨或者温度忽高忽低的时候，也会出现零风电的结果。主要的因素还是取决于天气的变化，这种不确定因素很高，所以风电的效果好坏和天气成正比的原因。

1.2太阳能出力特点 　　太阳能发电方式主要有两种，就是光伏发电方式和光热发电方式这两个常见的方式。一般来说使用光伏发电的效果就是将光能直接转化为电能的特点，光热发电是收集阳光进行发电。而实际上太阳能发电不受任何时间或者空间的限制，还可以在最短时间内获得更多能源且保存时间更长，因为光能的质量非常高，储存的主要材料是硅，在自然界当中的储存量又很好，稳定且存储时间长，但是也有一定的缺点，因为阳光照射的范围和密度不大，也会受到阴晴天气的影响，只有在特定的季节比如夏季来说相对较好，想要达到比较精准的预测发电量结果还是有一定难度的。

　　二、新能源消纳的电网规划探析 　　2.1新能源消纳与电网规划 　　随着新能源的飞速发展，电网规划的方法也将随之改变。针对电网规划的发展，电网的设立和成本投入以及经济学与新能源消费之间的有效协调将是电网规划中的重要环节。在电网设计当中，电网设计本身是否合理，能否为新能源的使用做好铺垫，能否获得相应的社会和环境效益都是面临的新课题。首先，计划中的电网必须具有一定的灵活性，以便能够解决新能源输出波动的问题，并减少降低电力的可能性。系统的投资和运营成本不太高，因此电力系统可以吸收新能源，同时又不会使电网负担较多的发电负荷。因此，在进行电网设计时，要考虑到节约成本和发电量正常使用的问题，同时还可以利用新能源的发电方式进行电力补充[3]。 　　2.2新能源消纳的电网规划线路分析 　　在新能源消耗的情况下，要从多个方面来考虑电网设计。首先，必须采用合理的电网规划设计理念，以寻求新能源的收支平衡点，然后降低新能源消耗的成本[4]。其次，为了使电网设计的操作模式一直在最佳效果，有必要防止不利的问题，例如由于新能源的消耗而导致的系统过载，以及常规装置的受力限制。因此，如果系统正在消耗新能源，则工作点应接近最佳工作点，并且不得超过系统安全边界。如果电网设计不能同时满足前面叙述的要求，则受影响的系统必须吸收新的能量。通过网格规划以满足新能源吸收系统要求的因素来改善这些问题[4]。 　　三、新能源消纳的电网规划方法 　　3.1新能源消纳的结构分析 　　网格的设计相对繁琐，因此有必要基于方案评估和比较来选择一种优化方法，以便计算网格评估模型所消耗的新能源比例。这种规划方法框架最初需要各种替代的网格结构解决方案。这样，能够为网络设计计算最优方案选择。具体来说，有必要制定一个计划，使最大网络传输容量受信道建设能力和稳定性的影响[5]。然后，基于网格设计考虑因素模具获得最大传输容量之后，评估每个网格结构的方案以确定每个方案的新能耗容量。此外，如果新能源消耗满足“预算平衡”的要求，则评估过程会降低传输容量。然后，取决于系统耗散新能量的能力，它将无法满足系统评估要求。比较每个程序的投资和运营成本，以最终确定最佳程序。通过这种方式获得的网格规划方案不仅可以满足新的能源消耗需求，还可以保证系统的最佳运行条件。 　　3.2电网规划方法的自身特征 　　结合新能源消纳电网规划不难看出其自身特征：第一，通过比较不同电网规划方案，然后利用系统化条件输入进行科学处理，能够确保方案选择与电网规划模式形成良好的连接，紧密性较强;第二、结合上述方法进行新能源消纳处理，具有经济性的特点，可将调峰、调频、线路潮流分析等因素的综合作用效果融到其中，后续评估结果更接近设计状况;第三、模型框架属于模块结构，可随时进行新项目的添加，如电压稳定性核验，处理方法更具灵活性;第四、框架模块化，相关作业人员可根据电力体系特点、系统需求等进行规划制度的建立，并随时调整技术模块，如运行模拟模块的调整。 　　3.3电网新能源消纳能力的相关探讨 　　事实上，在新能源消纳能力在电网运营管理工作需要具备以下几点：第一是采用分月型处理方式，这样能够有效提升电网系统数据处理效率，加强各个月电力系统中具体时序状况、出力能力的分析;二是可根据新能源应用状况，及时进行处理曲线的模拟分析，了解电网负荷，从而利于全年度新能源消纳能力的有效评价;三是根据相关有效评价获取集合评判结果，在电网输送约束状态下，实现对新能源消纳能力的评估分析;四是加强多种新能源相互作用导致的负荷处理进行综合分析，并计算得到最终消纳比例，分析后可得到不同种类新能源的消纳效果[6]。　　

结束语 　　简而言之，社会经济的快速发展和人们生活的物质需要对于更多新能源的要求也在不断增加，电网的设计和使用方法以及升级难度也在增加。

随着社会经济的快速发展，各种新能源不断出现并获得了较快的发展，加大了电网规划方法的优化难度。引入新能源消纳因素将显著影响电源计划和运行指标。随新能源装机水平或需求水平的提高而增加，新能源消耗成为电网规划中的一个新问题，直接影响到电力公司的发展。所以，在用电设计和能源消耗的规划中，必须要重视关于新能源消纳，也是维持电网规划良性发展，保持良好状态发展电力事业的前提。　

参考文献： 　　[1]王赫鸣，彭洋.试析面向新能源消纳的电网规划方法[J].中国科技投资，2016（28）. 　　[2]纪承.面向新能源消纳的电网规划方法初探[J].电子制作，2016（12X）：74-74.　　　　

[3] 尹明，王成山，葛旭波，等.中德风电发展的比较与分析[J].电工技术学报，2010，23（9）157—162. 　　[4] 刘伟德，黄越辉，王伟胜，等·考虑调峰和电网输送约束的省级系统风电消纳能力分析[J].电力系统自动化，2011，35（22）：77—81 　　[5] 白建华，辛颂旭，贾德香，等·中国风电开发消纳及输送相关重大问题研究[J]·电网与清洁能源，2010，26（1）：14—17. 　　[6]刘新东，方科，陈焕远，等.利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究[J].电力系统保护与控制，2012，40（6）：35-39