上海电力学院 200090
摘要：在国家提倡节能减排、环境保护的政策下，我国风机、光伏板等发电设备的产量急剧増长，一大批新能源电力企业应运而生。当风电、太阳能发电规模化接入电网后，电力系统就必须在随机波动的发电侧与随机波动的负荷侧之间实现电力的供需平衡，保持电网的安全稳定。本文分析了规模化开发利用新能源对电力系统的影响。
关键词：新能源；规模化开发利用；电力系统安全
新能源的开发和利用是各国确保环境安全和能源安全的一个重要举措。其中风能和太阳能是目前使用最广泛，也是最具有发展前景的新能源，风力发电系统和光伏发电系统已经成为新能源技术领域的热点。随着新能源电力的规模化开发和电网中新能源电力比重的增加，传统电力系统的基本特征与运行控制方式发生根本性变革，催生出新能源电力系统。加大新能源规模化发展趋势下，电网系统安全性研究对于电力系统的稳定性具有积极的意义。
一、新能源规模化开发利用中电力系统的安全性
大规模新能源电力输出功率的随机波动性、难以准确预测性以及用于并网的电力电子变换器对电网扰动的敏感性，使电力系统安全面临新的挑战。造成上述两大现实问题的瓶颈主要为以下两点。
第一，电源结构性矛盾突出，缺乏可平抑新能源电力随机波动特性的电源我国发电装机容量统计数据表明：能够快速响应风电等波动性电源的燃气发电仅占总装机容量的3.09%；水电比例约占21.83%，但中国水电多为径流式水电站，具有明显的季节性特征，水库中的蓄水除了发电之外还需要满足防洪与农田灌溉等需要，水电调峰能力也受到限制。
第二，开发成本高，利用率低，缺乏实现全局优化的理论体系。风电等新能源电力功率不稳定和强随机波动特性与保证电力持续稳定供应的要求形成尖锐的矛盾。按照常规开发利用模式必然导致大规模冗余备用电源的设置和电网低效率传输以及影响系统安全稳定运行等诸多问题，造成开发成本高、利用率低的局面。为了应对未来能源电力发展的形势，世界许多国家制定了建设智能电网的规划与蓝图。智能电网的本质特征是以高度的信息化、自动化为手段，大幅度提升电力生产与供应的安全性、经济性、便捷性，以达到最大限度地接纳新能源电力、提高设备利用率、改善用户供电质量的目的。因此，规模化新能源电力的安全高效利用是智能电网建设的核心内容与基本目标。
二、规模化开发利用新能源实现电力系统安全运行
2.1促进新能源发电技术的发展
目前，新能源发电的单机容量小，设备一次投资比较大，能量转换效率偏低，是限制大规模新能源高效利用的重要因素之一。因此，需要进一步研发新能源发电机理，优化设计新能源发电装备，达到降低成本、提高经济性的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于风电来说，风轮机的性能将直接影响风力发电效率，优化风轮机的结构与位置、研发智能叶片与智能控制系统可以提高风轮机的捕风能力；光伏发电主要受限于发电装置的转换率，改善其设备装置、研发先进的太阳能跟踪系统可以提高发电效率、降低发电成本。
2.2 多元互补与大型火电深度调峰
大型火电深度调峰技术是保障中国大规模开发利用新能源的根本途径。虽然先进新能源发电技术可以改善新能源电力并网时的稳态与暂态特性，但其功率输出的强随机波动性的本质是由一次能源特点所决定的，不能彻底改变。因此必须有互补电源来平抑其随机波动性。为满足电力系统的实时供需平衡，必须依靠多种能源电源的互补特性，而且要求互补电源必须具备快速响应速度，同时还需保证其本身大范围变负荷运行时的经济性，因而水电与燃气/油发电是互补电源的最好选择。
2.3 新型电网结构及先进输电方式
新型电网结构及先进输电方式是提高电网接纳能力的必要内容。先进的输电方式可以增强电网在大时空范围内的输送能力与资源优化配置能力。在积极探索新能源电力、储能、柔性交流输电系统（flexiblealternative current transmission systems，FACTS）以及高耗能负荷等在时空二维上的全局优化布局和选址定容方法的基础上，通过选择大规模集中电站并网外送、基于可调负荷和储能的就地消纳、基于微网的分布式接入等方式，结合储能、其他形式新能源、抽水蓄能等手段进行多元互补，最终实现接纳大规模新能源的目标。在电网结构方面，可基于新能源电源时空特性和多种新型输电方式的特征构建区域电网间解耦连接、分层分区的输电网架和就地消纳与远距离输送相结合的新型电网模式。
2.4 提高可平移负荷与新型用电技术水平
为满足新型用电方式的要求，用电设备应具备实时获取并分析处理精确、可靠电网数据信息（如频率、电压等）以及及时、正确响应电网运行状态改变的能力。在现有通信网络、智能电表、柔性电力负荷控制等技术的基础上，有针对性地研发家庭控制网关、智能插座等电网友好装置以及具有电能计量以及用电信息采集、处理、监控、计费、资源调度等功能的高级量测系统，可以最大限度地为新型用电方式提供技术支撑。同时，在不影响用户生活质量的前提下，借助需求侧响应的价格手段、系统手段和市场手段，引导用户主动参与电网友好互动，加强能效管理，实现电网安全稳定运行、用户经济用电的双赢局面。
结语：
综上所述，电力系统安全一直是电力工作者首要关心的问题。世界经济的飞速发展的今天，人类赖以生存和发展的资源环境和能源枯竭问题已变得日益严峻。为了解决这一问题，新能源电力的规模化开发以及电网中新能源电力比重在不断增加，同时也给给电力系统安全带来了一些新的问题。因此，电力工作者必须要采取有效措施进行优化保证电网安全稳定运行。
参考文献
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[3]刘吉臻. 对电力系统安全性的提高[J]. 国家电网，2016，06：34-36.
论文作者:史光宇,姬星羽
论文发表刊物:《电力技术》2016年第10期
论文发表时间:2017/1/9
标签：新能源论文; 电网论文; 电力论文; 电力系统论文; 规模化论文; 电源论文; 开发利用论文; 《电力技术》2016年第10期论文;