探讨新能源发电接入对电网规划的影响
郭华然
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郭华然,. 探讨新能源发电接入对电网规划的影响[J]. 低碳研究,2021.5. DOI:10.12721/ccn.2021.157050.
摘要:
伴随经济的不断发展,能源需求量不断增多,而化石能源越发衰竭,大量的开采能源导致环境问题变得愈发严重,对电力系统而言,新能源的开发和使用是很有必要的。所以,本文简要分析了新能源电力发展的情况,并讨论了新能源电力接入对电网规划带来的影响。
关键词: 新能源电力接入电网规划影响
DOI:10.12721/ccn.2021.157050
基金资助:

现在我国经济建设水平不断提高,同时人们的生活水平也有了显著的改善,改对能源的需求也在多年之中有增无减,给我国的能源产业的发展造成了更大的压力。与此同时,我国的开发建设过程中,对环境也造成了一定的破坏,能源安全和环境保护问题也得到了人们的广泛重视,否则必然给我国的经济和社会的可持续发展形成阻碍。在能源工作当中,积极应用新能源材料,这也给我国的电力事业发展指明了方向。

1. 新能源发电的现状

近年来,中国大力推进可持续发展,不断推进科学发展观,致力于建设资源节约型,环境友好型社会。这是由当地生态环境决定的,是社会发展的必然趋势。 在可持续发展战略的支持下,中国的新能源发电技术迅速发展,并开始在我国的广大地区得到普及,我国目前对新型能源的研发主要以水力发电、太阳能以及水利发电为主,在发展过程中太阳能发电以及风能发电综合表现较好,在电力供给方面能够保持稳定。目前,我国主要利用太阳能和风能发电。全社会风力发电的研究经费也很多,技术相对成熟,因此,风力发电有很大的发展空间。以此同时,可以通过研究发电过程中的参数检测和状态的详细表面特征,也是解决问题的方法之一。

1.1水力发电

水力发电是新能源开发中较为热门的资源,是循环利用效率较高的清洁能源,水作为自然界具有强大能量的资源之一,在发电方面具有极大的优势。水力发电主要利用水自身重力产生的能量进行发电,但利用水能进行发电受到的限制较多,比如会受到水域分布的限制,在缺水地区就无法顺利进行;再有受水量大小的限制,对气候、降水量和河流流量的依赖性高,往往不能提供足够稳定的电能;受季节影响也较大,夏季汛期就能保证足够的供电,到冬季就无法提供稳定的电能。

1.2风力发电

风力发电有着很多的优点,第一,风力是清洁能源中的一种,其可以降低煤炭与石油资源的耗损量,能够防止大气被污染。第二,风力分布地区范围大,覆盖了中国三分之二的地区,有着极大的推广价值。第三,中国的风力资源尤其丰富,可以充分满足发电与供电的基本条件。相关调查报告表明,中国的风能资源大体分布于内蒙古与河北等区域,在这些区域开展风力发电有着很大的优势。不仅能够充分满足本地区的电力需要,同时还能够为周围提供电能,并且风力发电稳定,不会被其他因素所影响。

1.3太阳能发电

太阳能作为自然资源中较易获取的资源,且在我国有着大面积的分布,每年可获取的时间长,使我国在太阳能发电领域有着极大的发展优势,该资源主要分布于西北地区,例如兰州、西藏自治区、西宁西部以及银川地区等 ;其次为山西,西宁东部、甘肃以及石家庄北部等,而在东部沿海的许多城市以及武汉等地区太阳能资源较为稀少,川渝地区以及贵州地区更是甚少。根据太阳能分布地区统计,我国有 80%的地区太阳能资源富饶,这对我国新型能源的发展有着极大的提升。

2. 电力系统的规划

在电力系统的规划中,一般包括三个方面:电力负荷的预测,电源的规划,电网的规划。

2.1负荷预测是基础工作 ,在实际的工作中影响的负荷的原因一般有:经济发展的水平与经济结构的调整,生活水平、收入水平与消费观念发生的变化,电力消费的结构出现变化,天气的情况,电价,管理措施以及政策因素等等。 在确定电压等级的时候,需要考虑的是:动力资源的分布,工业的布局,电力负荷的增长,新建电厂的容量,近期过渡的可能性,与远景系统的规划发展。 电力电量之间的平衡,就是供应和需求两者之间的平衡。

2.2在对电源展开规划时,还要考虑到变电站的分布,确保电量能够达到均衡。这时就要通过科学合理的方式来对电量展开计算,从而使电量处于平衡状态,此外还要对电力的运行状况及其方式进行规划,分析各种燃料在供电时的消耗情况,对其利用率进行统计,促使电量达到平衡。与此同时,交换整个系统与其分区之间的电量,精细测评从而为日后的建设积累充足的参考。

2.3电网规划一般是以负荷预测与电源规划当作基础,对在什么地方,什么时间建设什么样的输电线路与回路数以及变电站规模进行规划,在规划期内要达到所需的输电需求,并且还要在满足所有的技术指标下,尽量降低成本。电力系统的电网规划主要的内容有,电网电压的选择,电网结构的确定,变电站的布局与规模采用什么样的方案,使用什么样的输电方式。对电力负荷进行准确的预测,是衡量电力企业管理走向现代化的一个标志。

3. 新能源电力接入对电网规划产生的影响

3.1在开展电网规划的过程中,新能源电力接入对电网电压选择影响较小。光伏发电往往会遭到气候环境所影响,该发电会表现出发电波动性和间歇性,电量变化有一定的随机性。与此同时,电网会出现冲击电流,造成电网的频率产生偏差,电压会有很大的波动,从而影响到稳态电压与无功特性,造成电网的调峰容量余度变大,直接影响到电力系统的安全性。

3.2新能源发电装置会出现一定的谐波和直流分量,若谐波和直流分量进入电力系统之后必定会导致电网电压发生极大的负面变化,容易使产出的电能质量降低,同时会导致电力系统继电保护以及自动装置出现偏差,严重影响电力系统的平稳运作,整体发电过程不稳定。新能源电力将会逐渐取代传统能源,成为我国发电领域的“领头羊”,根据我国的发展方向,新能源电力将会成为人们赖以生存的基础以及前提。

3.3现阶段,新能源电力开发转化技术能力还在持续发展的过程中,电力工业新能源开发使用还无法起到较大的作用,可是对于电能补充以及部分偏远山区的供电则可以起到非常大的作用。新能源电力本身具备的波动性与不可控等特征并未得到彻底解决,在电网接纳能力不充足的情况下,新能源电力发电并网运行难度还很大,费用也很大,并且会给电力系统造成不好的影响。

3.4对单项规模大且发电集中的新能源,其电网规划影响因素是:第一,电力电量平衡计算的时候,对出力展开计算。第二,需要注重距离远的、大功率输电的安全性及经济性。通常而言,在对核电厂开展出力计算时,在计算电力电量的时候,一般使用额定运行情况下的参数计算。在水电厂出力计算时,在丰水期通常在满载情况下计算,在别的时间段是当作调峰来用的。太阳能电厂和风电厂出力有很大的随机性,且波动性也很大,同时难以控制,调度困难,所以开展电网规划的过程中,应当注意到这个方面。

3.5在新能源电力发展过程中,分布式发电在电网规划过程中起到了创新作用,能够明确电网整体结构,并且其中的负荷预测能够影响电网规划的整体发展方向。其影响主要是负荷性质缺乏明确性以及分布式能源发电为我国整体规划提供了创新的思路,为我国的设计规划提供了更多的选择方案,有助于发电领域的创新。

4.结语

新能源发电在近年来得到了很好的发展,但仍存在设施和技术上的难题。本文分析了不同能源发电的优缺点,综合考虑了新能源发电带来的电网规划影响,希望能给新能源发电及相关电网的规划提供参考。

参考文献

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