摘要:新能源是指可持续利用的资源,新能源发电在我国主要是指利用风力、水力、和太阳能进行发电,并保持持久稳定的供电。我国目前的新能源开发已经走在了世界的前列,对其利用程度也较为深入,但新能源发电的接入,同时也给我国的电网规划带来了深刻的影响。 本文针对新能源发电接入及对电网规划的影响进行了分析。
关键词:新能源发电;电网规划;影响
一、新能源发电的现状
我国目前对新能源的开发,主要集中在风电、水电和光伏发电上,在利用效果方面以风能和太阳能为佳,在发电和供电方面都有着良好的稳定性。
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
风力发电具有较强的优势,首先,风力作为一种清洁能源减少了煤炭石油资源的消耗,避免了大气污染;其次,风力的分布地区范围非常大,基本囊括了我国绝大部分地区,具有推广的价值;最后,我国的风力资源较为丰厚,满足了发电供电的基础条件。我国的风能资源主要分布在新疆、河西、内蒙古、河北等12个地区,在这些地区进行风能发电具有极大的优势,不但可以满足当地的电力需求,还可以给附近地区进行电力供应,且其发电较为稳定,不会受到太大的影响,是我国目前主要的风能供电发展地区。
1.3太阳能发电
太阳能是我国较为丰富的资源类型,在我国三分之二以上的地区都有广泛的分布,每年能达到的日照时数也相对较多,我国太阳能资源的分布情况如下表。
由上表可知,我国太阳能资源在全国范围有较为广泛的分布,具有发电的极大优势。
二、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,我们需要考虑的是: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在电源规划与变电站的布点规划中,我们应该对电力电量进行平衡计算,分析并且规划水火电厂的运行方式,还要计算燃料的消耗量,发电设备的利用率,检验电量的平衡,对系统与地区之间的电力电量进行交换,并且为论证与制定方案来提供依据。
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。
三、新能源接入对电网规划的影响
我们在对电网进行规划的时候,接入新能源对选择电网电压并没有什么大的影响。风力发电与光伏发电常常会受到天气等自然条件影响,其发电会呈现出发电间歇性与波动性,电量变化随机性大。并且电网会产生冲击电流,使得电网的频率出现偏差,电压出现波动,进而影响稳态电压分布和无功特性,使电网的不可控性和调峰容量余度增大,使电力系统的安全稳定性受到影响。新能源发电电子装置会产生一定的谐波和直流分量,当谐波和直流分量注入电力系统后,会引起电网电压畸变,影响电能质量,还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作,影响电力系统的安全运行。新能源势必会取代传统能源成为人类生存发展的物质基础,终究是社会经济发展的大势所趋。当前新能源开发转化技术能力还不够成熟,电力工业新能源开发利用还不足以起到主导的作用,但对电量补充和一些偏远地区的供电等还是起到很大的作用。新能源发电本身所具有的波动性,间歇性、不可控、可调度性差等特点还没有得到有效解决,在电网接纳能力不够的背景下,新能源发电并网运行难度大,成本高,同时也会给原有电力系统带来很多的负面影响。
对于单项规模比较大并且发电比较集中的新能源,其电网规划主要的影响因素有两个方面:①在电力电量的平衡计算中,对出力进行计算。②要重视距离比较远大功率输电的经济性与安全性。一般来说,在对核电厂进行出力计算的时候,在电力电量的平衡计算中,通常用的是额定运行状态下的参数来进行计算。在水电厂出力计算的时候,在丰水期一般是在满载状态下进行计算的,在其他的时期一般作为调峰使用。光伏电站的处理与风电场厂出力的随机性比较强,其波动性也比较大,并且不容易控制,调度起来比较难,因此,我们在进行电网规划的时候一定要注意。
太阳能和风能属于清洁能源,原则上来讲应该尽量多的开发和利用,但是由于其自身的间歇性、波动性等特点,其出力具有随机性强、波动性大和不可控等特点,这就要求电网具有一定的消纳能力,而且随着此类清洁能源规模的不断扩大,对电网的要求也会更加苛刻。此外,太阳能和风能的分布也具有很强的地域性,大规模集中开发利用还需考虑大容量、远距离、高电压外送的问题,对电网的接入、输送与消纳能力都提出了更高要求。
四、结语
总而言之,新能源的接入对于电网规划来说,产生了很大的影响,具体影响要根据新能源的类型来判断,不同的新能源发电对于电网的规划有着不同的影响。目前电力工业新能源接入还存在诸多研发利用问题,新能源的接入可靠性得不到保障,但其快速的发展和无限的潜能都是让人欣喜的,人类离不开能源作为物质基础,大力加强新能源开发利用力度,提高新能源转换科技技术,是人类社会发展的必然趋势。
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作者简介
刘菲燕(1989.2.10),性别:女;籍贯:宁夏银川;民族:回;学历:研究生;职称:工程师;职务:新能源资源评估工程师;研究方向:新能源发电规划。
论文作者:刘菲燕
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
标签:新能源论文; 电网论文; 电量论文; 电力论文; 电力系统论文; 风能论文; 地区论文; 《电力设备》2019年第9期论文;