摘要:在知识经济时代下,不同领域、行业的大规模开发利用出现了石化能源危机、环境危机。随之,以石化能源为基点的工业文明已陷入到困境中,新一轮能源变革在全球范围内兴起。风能、太阳能等被广泛应用到电网建设中,对电网调度管理造成了一定的影响。为此,需要进一步优化完善电网调度管理,更好地发挥新能源多样化的作用,使电网的运行更加安全、稳定,实现最大化的经济效益、社会效益、生态效益。
关键词:新能源;电网调度管理;影响
随着经济社会的不断发展,人们对能源的需求也在不断地增加。传统的化石能源是不可再生能源,储备数量有限并且开采和使用时都极易对环境产生不良影响,已经无法满足人们的使用需要,新能源的开发迫在眉睫。然而,利用新能源来进行发电,不仅会影响具体的发电技术和产能,还会对电力行业整体的管理、调度等产生影响。传统的电网调度管理办法主要是依照一系列的管理条例、实施办法等来执行的,这些文件规定了电网调度计划的管理方法、调度计划的具体操作办法等,对实际的工作具有很重要的指导作用。但是,新能源发电不同于传统的火力发电、水力发电等,在执行的过程中会出现更多不可控的因素,必须要根据新能源发电的具体特征来对电网调度管理的方法进行调整,使其更加适应时代发展的新要求。
1新能源的发展特点及趋势
新能源指的是非常规的能源,主要包括太阳能、风能、潮汐能、地热能等。虽然不同类型的新能源在开发条件、开发难度、利用成本等方面各不相同,但是也具有一些普遍的相似点。首先,新能源的储量丰富,大部分的新能源可以生产的电力远超过传统能源,可以满足社会快速发展的需要,具有广阔的开发利用前景。其次,新能源多属于低碳的清洁能源,在开发利用的过程中不会产生二氧化碳、二氧化硫等废气,对环境造成大规模的恶劣影响,有助于最终实现可持续发展。再次,新能源广泛分布于全国各地,可以小规模因地制宜地进行开发,便于发挥地区的资源优势。最后,新能源虽然有众多优点,但是也存在着稳定性较化石能源差,且利用成本较高的问题。
在当前我国电力行业的开发能力和技术水平下,可以被有效利用的新能源主要是太阳能和风能,因此本文主要以这两种能源作为对象进行分析。
1.1太阳能
太阳能是一种极为丰富的能源,每时每刻都在产生,是最基本的能源形式之一。目前,人们已经通过各种方式对太阳能进行利用,例如太阳能电池、太阳能热水器等。利用太阳能进行发电,比传统的发电方式更具有广泛性和洁净性,在很多地方都可以设置太阳能收集设备且不会污染环境。但是,由于气候、地理环境等原因,太阳能的不稳定性较高而且较为分散,增加了开发难度和成本。太阳能板在使用寿命终结后难以在大自然中降解,同样会对环境造成污染。在开发利用太阳能资源时,必须将这两方面综合进行考虑。现阶段,我国已经有了两大较为成熟的太阳能产品,产业规模在世界上排第一位。由于我国的太阳能资源十分丰富,又有政府政策的大力支持,太阳能产业正处在迅速发展壮大的阶段,发展前景良好。
1.2风能
风能是因为太阳辐射造成空气流动而产生的,是一种清洁能源。风能的储量较大、分布范围较广,而且是一种可再生能源,发展空间较大。但是,风能也同样存在稳定性较差的问题,并且建设风车可能会影响鸟类的正常栖息和繁衍,对生态系统造成破坏。不过对于偏远、交通闭塞的内陆地区来说,风来发电仍然是当下最好的选择。目前,我国的风力发电量正在逐年上升,2016年的时候已经达到了每小时1048亿千瓦。随着技术的不断提升,风力发电的成本正在下降,在有些地方已经成为最经济的发电方式。我国的气候多大风、季风,可以被开发利用的风能很多,风力发电无论在经济还是清洁方面都有优势,是一个开发前景广大的新型能源。
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2新能源对电网调度管理的影响
2.1电网系统的稳定性
新能源发电属于独立运行的小型电网,由于储存大量电量以及调节电流负载的能力一般是大型电网所具有的特性,所以新能源发电系统对这些都不能及时有效地控制。例如在利用风力发电的过程中,其频率偏移以及稳定性的问题是不容忽视的,当风速高于风机切入速度时,自动装置将风机并入电网;当风速达到切出风速时,为避免对风电机组和电网造成损伤,风机停止发电,机端电容补偿在风力发电机组停运后会大量产生,促使突降性的电网电压,进而降低了系统的稳定性。
2.2并网带来电网冲击
新能源发电系统没有独立的励磁装置,其本身由于发电机组容量小的特点,通常将异步发电机用于其中,当并网时,由于发电机本身不存在电压,所以此时会产生一个高于额定电流5~6倍的冲击电流。对电网整体运行的安全稳定性造成影响。
2.3对系统保护的影响
分布式电源的应用使配电网潮流具有双向性特点,配电网在故障、非正常运行情况下,必须保证整个线路系统安全、稳定运行。但如果采用的分布式发电技术不同,很有可能会对故障电流、保护判据产生不同的影响。在规划设计方面,需要解决一系列的问题。
2.4对电网经济的影响
新能源发电具有较低的运行成本,但新能源一般都具有随机的性质,我们可以在原有基础上另外安排一定容量的旋转备用用来跟随其发电功率的变化而变化,进而保护了系统的稳定性。所以新能源的使用具有双面性,虽然对传统机组的负荷进行了分担,但是也增加了其系统可靠性运行的成本。
3应对措施
从整体上,新能源由两种类型组成,分布式能源、集中式能源,需要分别接入35kV、110kV,需要以技术、管理两个方面为切入点,采取可行的措施进行优化完善。第一、技术层面。就集中式能源来说,可以从这几个方面入手,解决存在的问题。首先,不断提高发电功率的预测水平,充分利用数值气象信息进行预测,发现存在的问题。其次,优化利用储能技术,即利用大规模电池、抽水蓄能来储能,减少风力发电在计划管理方面的影响。最后,构建可行的互联电网,借助电网裕度,抵消对应的风电波动,还能实现资源的优化配置。就分布式能源而言,可以采用配电网检修负荷转移方法,保护配电网。第二、管理层面。充分考虑各方面因素,不断优化完善已有的计划管理模式,满足新能源各方面的要求,需要以传统电网调度管理为基点,不断强化中、低压电网管理形式。同时,配电网调度管理要向能源互联网方面转变,不断满足各方面的客观要求。
结语
太阳能和风能作为两种新能源有很多优势,例如储量丰富、洁净、可再生等,是代替化石能源进行发电的理想能源。但是,在实际运用这两种能源进行发电的过程中,也会存在能源稳定性不足、成本较高等缺陷。为了更好的使用新能源发电,需要对电网调度管理的办法做出调整,对电网设计和控制的技术进行提升,并建立一个更为高效、合理的电网调度管理计划。
参考文献
[1]范国英,郑太一,姜旭,王建勋,王绍然.计及新能源接入的吉林电网智能调度体系框架研究[J].吉林电力,2010.
[2]李小腾,宁联辉,锁军,彭书涛,张艳丽.陕北新能源电厂大规模接入对陕西电网安全稳定影响的研究[J].陕西电力,2015.
作者简介:
卫彩霞(1981.10—),女,山西忻州人,国网忻州供电公司电力调度控制中心,调度值长,单位:国网山西省电力公司忻州供电公司
论文作者:卫彩霞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
标签:新能源论文; 电网论文; 能源论文; 太阳能论文; 风能论文; 忻州论文; 稳定性论文; 《电力设备》2017年第32期论文;