新能源接入对电网运行影响

新能源接入对电网运行影响

杜柳青,李俊,宋路

平高集团有限公司 河南省平顶山市 467001

摘要：电力的使用正在改变人类社会的能源需求结构，经过一个多世纪的电气化，电力是现代社会最重要的能源来源，这主要是因为它具有连续、稳定、可靠、传输简单快捷等优点。然而，传统发电消耗了大量的化石能源。因此，为了减少二氧化碳排放，一方面经济发展中国家的节能，另一方面电子工业节能领域的节能，必须在光伏能源、风能、水力发电和潮汐发电等新能源应用方面取得决定性进展，从而减少煤炭和原油等化石燃料的能源消耗。然而，由于当今的技术限制，新能源，如风能和太阳能，可能无法实现大规模、安全和高效的大容量存储解决方案，其生产、传输和使用只发生在一瞬间。同时，电源侧必须安全可靠地运行，电压、频率、流量必须在一定范围内波动，横向电压和用户电压必须始终保持动态平衡。因此，获取新能源是下一阶段电网建设的重要方向。

关键词：新能源 电网运行

引言

新能源发电具有随机和不确定性，若是任由其无序、粗放地接入将对电网的安全运行造成危害，而且目前新能源接入电网信息依赖线下查询，用户不能及时得到接入方案答复，存在耗时长、效率低、管理手段匮乏等问题。为响应国网公司关于进一步促进新能源发展的总体要求，积极贯彻落实建设“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”的重要目标，努力提高新能源接入电网管理的精细化水平，降低优质服务风险，常州供电公司结合自身电网现状，通过调查、研究、规划、评审、立项、建设、评估等各业务环节，进行了以优化营商环境为导向的新能源接入电网管理实践。

1以优化营商环境为导向的新能源接入电网管理实践评估系统

1.1系统建设目标

依据科学性原则，常州供电公司通过对多部门进行调查，对自身需求进行了认真细致地梳理，确立了以下系统建设目标：（1）系统能够采用定量和定性相结合的方式，评估区域电网对新能源接入的裕度水平，“分变 分压 分线”评价电网的接纳能力，从而精准提升地区电网的新能源接入承载能力。（2）系统能够按照变电站负载及接纳新能源负荷能力将各区域划分为“禁止区域”“限制区域”和“推荐区域”。（3）系统能够提供一个供规划、营销、生产等各专业人员共同工作的平台。在平台内实现裕度评估、适应性评价、地理信息查询等功能。（4） 系 统 能 够 整 合 现 有 PMS、GIS、D5000、用采等信息系统，构建格式统一、内容完备的基础数据库，并以变电站为单元建立起科学的数学分析模型。

1.2数据库相应的管理规范、工作标准和相应要求

在建立基础数据库期间，常州公司制定了数据库相应的管理规范和工作标准，相应要求如下：（1）针对系统数据来源，如 PMS、GIS等专业系统，增强专业横向协同，促进相关专业提升数据质量。（2）加强市县公司纵向贯通，根据属地负责的要求明确数据职责单位，建立系统数据及问题的核对反馈机制，确保信息系统数据与现场的一致性。（3）定期对所辖数据库系统的配置进行可用性、可靠性，性能以及安全检查［1］。

1.3主要模块

在充分调研系统建设所需数据的基础上，结合《国家电网公司生产技术改造原则 2019版》，常州供电公司依托信息化、自动化手段自主研发了新能源接入电网裕度在线评估系统，主要功能模块有：（1）新能源接入点建模模块，完整建立10kV 及以上的集中式新能源站模型，包括接入点拓扑、容量、类型和量测点等。（2）新能源接入后的容量评估模块：评估当前在新能源接入后的电网容量适应性指标，包括：分变电源变压器容量比、分压电源变压器容量比、分线新能源数、分线新能源容量等。（3）新能源接入后的容量可视化模块：在站内图和报表中可视化的浏览新能源接入后的电网容量适应性指标，并给出历史变动分析和未来趋势预测。（4）新能源接入后的实绩适应性评估模块：评估历史极小负荷情况下的电网在新能源接入后的电网实绩适应性指标，包括：分站电源实绩比等。（5）新能源接入后的实绩适应性可视化模块：在站内图和报表中可视化的浏览新能源接入后的实绩适应性指标，并给出历史变动分析和未来趋势预测。（6）新能源接入前的变电站接入预评估模块：预评估当前电网在新能源接入前的变电站接入条件指标，包括：一次、二次设备可扩展空间，在运行主要电气设备限额匹配，保护装置和安全自动装置配合等。（7）新能源接入前的变电站接入可视化模块：在站内图和报表中可视化的浏览新能源接入前的变电站接入预评估指标，并给出历史变动分析、未来趋势预测、接入点推荐和接入点优化措施［2］。

2规模化新能源消纳策略

传统的电力管理是将能源从电源侧转移到用户侧，而新的电网将是一个能源平台、一个共享网络和共享资源，尤其是当大量分布式电源接入电力时。它可以是同时面对大量电源和大量用户的电力供应商。从新的电源接入角度来看，该装置可分为高压体积(即10 kW或更大和更低)的电源。高压网络通常是具有相对低的接入点的发电操作，但是具有更高的容量和更高的经济性。低压输入电源一般分布在矿产资源量小、入门投资少的小企业和农村居民，通常没有可操作性，特点是接入点数量多，单位容量较低。传统电源主要是电力、水力发电和核能，发电是根据大量数据预测的，以应对潜在的极端情况，而帮助减少电力波动的水稳定和高度专业化的发电厂的建设是由峰值电流调节器的使用驱动的。相比之下，新能源收益波动性更大，风能受天气影响较大，比如江苏电网，随着风力波动加大，风能降级约1000万瓦；信标震动甚至更明显，突如其来和天气有关的天气甚至可以在一瞬间熄灭所有的光能。与新能源波动相比，用电相对稳定。为了保持电网的稳定平衡，电网需要大量的峰值发电厂，这些发电厂总是在运行，以应对突发的紧急情况。更重要的是，新能源的波动远远超过电厂的启动速度，当新能源接入电网后，电网就无法再运行。为此，电压和电力供应，考虑到它们的实际情况、能力和能源特点，应设计成在最高一级发展，采取不同的应对策略，以便根据它们履行社会责任的能力，维护新的电网、能源平台、共享网络和公共资源。在政策层面，应尽可能避免"提供简单和新的能源效率服务，在电力部门不承担减少风险和治理的责任"。如果所有储备，如峰发电厂和能源厂，均由电力公司承担，电网运行成本增加，最终通过价格运输机制转移给普通电工，危害社会公平和行业健康发展

［3］。

结束语

综合趋势分析、稳定性分析、短路电流保护、电流波动、电能质量等多方面的影响，很难完全满足停电的高要求，一方面会导致电能质量进一步恶化，另一方面会导致战备状态降低。建议政府积极推动中小水电、风能、光伏等不同类型能源的协调有序发展，更好地适应新能源和电网政策，避免大规模、短周期新能源的不均衡发展，确保电力供应的一致协调。对于无法协调补偿和管理的新电力和电网元件，推荐使用SVG，以提高运行电压稳定性并最大限度地减少谐波数量［4］。

参考文献：

[1]李娟.考虑系统稳定性的新能源优化配置方法[J].中国设备工程,2021(23):166-168.

[2]张华成,陈辉,潘栋,李帆,汪征. 以优化营商环境为导向的新能源接入电网管理实践[C]//中国电力企业管理创新实践（2020年）.,2021:857-861.DOI:10.26914/c.2021.035504.

[3] 杨德州，等. 大型分布式电源模型化研究及其并网特性分析 ( 光伏电站专题) ［J］ . 电力系统保护与控制，2010，38 ( 18) : 105 － 106.

［4］ 张巍，等. 基于 MATLAB － PSASP 的光伏并网暂态稳定分析计算模型 ［J］ . 电力自动化设备，2012，32 ( 6) : 80－ 84.