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摘要：伴随着社会经济和科技的不断进步和发展，使人们在学习、工作或生活的方方面面都摆脱不了对电能的依赖，社会的正常运转需要能源的支持。因此，应该提高电能的供给使得地区的用电可以得到满足，对此，除了增加供电厂的数量外，还应该同时把资源的管理优化、成本的控制以及环境保护等因素也考虑在内。同时，可以考虑开发和利用新能源来提高供电能力。新能源指的是新型的、清洁、可再生的能源，它不仅能够提供巨大的电力资源，还不会对环境造成污染问题，对供电不足的问题提供了有效的应对方法。然而，新能源的利用也存在着一些瑕疵，会对电力行业的技术和管理水平带来新的挑战。
关键词：新能源；电网调度；问题分析
引言
随着科学技术的发展，分布式新能源发电系统已经逐渐受到很多国家的关注，越来越多的国家和地区的新能源分布式发电技术的发展已经进入了实用化阶段，我国的新能源发电技术也走在了世界的前列，这些新能源发电系统就包括了风力发电机组、光伏、潮汐能发电系统、水力蓄电发电机组以及小型热电联产等设备。本文对新能源发电系统在故障发生时进行分析，研究新能源发电对地区电网调度的各方面因素的影响。
1新能源发电系统对继电保护的影响
当新能源发电系统的电流升高时，会触发一种保护动作行为，依照其继电保护的速动性要求，必须使装置的保护动作时间同系统的稳定性以及用户用电的可靠性相一致。电流保护可以分为两种，一种是电流速断保护，另一种是过电流保护。在稳定性强，用户用电的可靠性以及具有选择性的条件下，尽量保证保护装置的动作时间更短。当时间达到一瞬间的时候，就变成了电流速断保护，所谓“电流速断保护”，是指仅仅反映电流增加而可以瞬间做出动作的电流保护。而限时过流保护是为了使继电保护装置的保护动作的选择性得以保证，不会增大停电范围，继电保护装置整定动作值的时候，必须保证下一条线的出口处当有故障发生时保护动作不会触发，也就是说跳过下一个线路的出口处条件对其整定。过电流的保护的整合在计算时一般要依据起动电流所躲开的最大负荷。一般条件下，过电流保护不仅可以起到保护线路全场的作用，而且也可以对相邻的线路起到保护的作用，具备后备保护功能。
2风电集中并网运行问题分析
2.1对地区电网峰谷差的影响影响地区电网调峰的因素很多，其中峰谷差是最主要的一个因素[4]。为了分析大规模风电接入对系统调峰的影响，以无为地区容量最大的严桥风电场为例，统计2016年9月至2017年8月严桥风电出力与无为电网负荷一年的实测数据，图1为严桥风电接入后对无为电网月峰谷差的影响曲线。
由图1可知，由于春季（3、4、5、6月）和秋季（9、10、11、12月）无为电网的最大负荷出现在上午10：40左右，最小负荷出现在凌晨左右，同时严桥风电晚间出力普遍大于白天，因此春秋期间无为地区峰谷差均有所增大，其中9月峰谷差增幅最大为87MW，峰谷差的增大，加大了芜湖江北电网的调峰压力。随着冬夏晚间无为县空调负荷的急剧增长，电网最大负荷时刻均变化为20：15左右，其中由于1月份风电在负荷晚高峰时刻出力大于凌晨，所以该月份风电对系统调峰起积极作用。2月、7月、8月风电在负荷峰谷时刻的出力相差甚小，从而系统的峰谷差没有明显变化。由于1年中只有1个月份减小了系统峰谷差，因此风电接入对地区电网调峰效益是很低的。
2.2对地区电网可靠性的影响
无为地区风电装机容量较大，大规模风电接入除了影响系统峰谷差外，还改变了电网原有的潮流分布、线路传输功率与整个系统的惯性，因此风电接入后电网的稳定性会发生变化。由于无为县工业负荷以白天生产为主，夜间风电大发时居民生活负荷不足以就近全额消纳，多余风电电力经110kV线路逐级上送至220kV变电站，受多级电网运行方式的影响导致电网可靠性和经济性降低。风电接入方案通常仅考虑正常方式下的消纳，在电网设备检修和故障方式下，若风电同时发电，可能存在多座风电场出力叠加情况，造成输电通道过载，致使同母线用户不能安全可靠供电。
3新能源发电系统对现有电网调度的影响因素
3.1并网过程对电网的冲击问题
能会带来的频率问题和稳定性问题，这些问题不可忽视。如果大型风电场的多台风力发电机同时并网会导致电网的电压骤降；当风速比切出风速大时，风力发电机会自动地退出并网状态，风力发电机的大量停运，会使得机端的电容补偿大量损失，从而导致电网电压的突降，并最终会使系统电压的稳定性水平下降。
3.2对保护装置的影响
当异步发电机发生近距离三相短路故障时，会导致故障电流不能持续地提供。所以装置的相关保护问题在于怎么依据有限的故障电流来检测电流故障的发生，使得保护装置可以做出迅速且准确的保护动作。同时，即使提供的故障电流有限，也有可能会对现有配电网络的正常运行造成影响。同时，在风力发电的过程中，要始终保证在有风期间与电网保持相连，使得风电机组的频繁投切对接触器的损害减少；当风速在起动风速附近波动时，风电机组短时以电动机运行。因此，在配置和整定风电场继电保护装置时应该充分考虑使用风电场和电网间联络线的双向方式。
3.3对电能质量的影响
一些具有随机性的新能源会对电能质量产生一定的影响，具体表现为频率波动、电压波动、电压闪变以及电压跌落或者谐波等。并网的可再生能源发电机组发生输出功率的波动或者急停的时候，会导致输出有功的功率和无功功率也随之发生变化，并造成电网频率波动和电压波动的问题的产生，导致电压闪变抑或跌落。而风电会导致谐波问题的产生，具体的途径有两种：一种是风力发电机本身所具有的电力电子装置，另外一种则风力发电机的并联补偿电容器和线路电抗发生谐振。
3.4对发电计划与调度的影响
部分可再生能源电站具有不可控性和随机性，使得既不能对负荷做出准确的预测，也不能保证发电计划制定和实施的准确性。随机电源的容量增加也会导致电网调度产生巨大的压力。一些可再生能源的发电装置因为电容量较小，所以不得不采用异步发电机。当时用异步发电机直接并网时，由于并网前发电机本身并无电压，同时也没有励磁装置，所以并网前必须伴随着过渡的过程，其冲击电流是额定电流的5~6倍，对于小容量的电网，当大量的异步发电机同时并网时，会瞬间导致电网的电压大幅度下降，从而使得同一线路电网的其他电器设备的正常运行也受到干扰，严重的话还会导致整个电网的安全与稳定也受到影响。对此，当前可以采取的解决方法是利用装设软起动设备和风机的非同期并网使得冲击电流削减，但是该种方法可能会带来一些谐波的干扰。
结语
综上所述，新能源发电系统在接入地区电网后，对于新能源发电系统对继电保护以及配网的故障的修复做出分析，并分析了新能源发电系统对现有电网调度的影响因素，探讨了合理的故障维护的方法，使得电网的故障修复的成功率和速度得到有效提高，最终使供电系统的稳定性和可靠性得到提升。
参考文献：
[1] 侯婷婷，周小兵，张维，等. 湖北省典型地区风电和光伏出力特性分析[J]. 湖北电力，2016， 40（1）： 24-30.
[2] 刘智超. 风电接入对电网的影响及对策[J]. 农村电气化，2015， 335（4）： 54-55.
论文作者:魏望来,朱艳丽
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第12期
论文发表时间:2019/1/7
标签：电网论文; 新能源论文; 风电论文; 电流论文; 系统论文; 负荷论文; 地区论文; 《建筑细部》2018年第12期论文;