摘要：随着新能源的快速发展，研究新形势下电网规划的关键技术迫在眉睫。本文根据电网规划工作的实际要求，着重从大规模新能源对电网的影响分析和大规模新能源接入的电网规划方法两方面，对电网规划工作中的主要问题和关键技术进行了分析。
关键词：新能源；电网规划；关键技术
引言
我国风能、太阳能等新能源资源丰富、分布广泛，发展新能源发电技术对保障我国能源安全、节能减排、实现可持续发展具有重要的战略意义。
风电、太阳能光伏发电等新能源大规模接入使电力系统面临新的挑战、孕育着重大的变革。新能源大规模接入电网，也对电网的安全性、稳定性、可靠性、经济性等提出更高的要求，同时也给电网规划带来了深刻的影响。
在上述背景下，研究新能源并网给电网带来的冲击，以及研究在此基础上的电网规划工作，意义重大；必须在传统的电网规划方法与技术的基础上，进一步研究新能源大规模发展的电网规划关键技术。
1新能源接入对电网的影响分析
研究大规模新能源接入电网的规划问题，要充分考虑到新能源的接入对电网的影响，只有对新能源并网的影响进行充分的、全面的分析，才能为后续的为新能源接入的形式、规模、容量、分布等问题的规划计算工作提供依据，为规划优化模型的提供必要的约束条件。大规模新能源接入对电网影响的主要内容如图1所示。
图 1 大规模新能源接入电网影响分析的主要内容
1.1新能源并网对功率平衡的影响
电能的供需平衡是电力系统运行的必要条件。相比于常规电网，新能源的大规模接入给功率平衡融入了新的元素：比如，大规模风电接入电网在夜间负荷低谷时的反调峰特性与常规火电机组出力之间的矛盾，新能源发电强烈的波动性与系统旋转备用之间的矛盾等。要妥善解决这一系列矛盾，需要结合新能源出力特性和系统本身所具备的各项能力指标，对新能源接入电网的影响进行定量的分析。
1.2新能源并网对电网潮流的影响
新能源接入电网的形式有经汇流集中接入的形式，也有分布、分散接入的形式，再计及新能源的随机性、波动性等特性，会使原有的电网潮流的分布、流向等发生变化。电网中的载流、电压等薄弱环节，也会因潮流的这一变化而改变。
大规模的、分布式的、随机波动的新能源接入电网，使电网潮流注入功率呈现多元化，电网中的有功、无功分布规律更为复杂，这就给电网损耗的调控、统计等问题带来新的压力和挑战。研究新能源不同接入方式下（分布式或集中式）、不同接入规模下、不同的接入点时，给电网损耗带来的不同的影响，就显得尤为重要。
1.3新能源并网对电能质量的影响
为电力用户提供优质的电能是电力系统的主要任务，电能质量问题包括电压质量、电流质量等，直接影响发电设备、电网设备、用电设备的使用寿命、工作状态、工作效率等，严重时会产生巨大的经济损失。新能源大规模接入条件下，如风力发电机组的波动性，会给电网带来电压波动、畸变率、闪变等一系列问题。一方面，风力发电技术正不断的改进和完善，新型的风电机组中配备的电力电子设备，使风电机组并网的电能质量得到很大程度的改善；另一方面，高效的电力滤波和无功电压支撑设备，也是解决这一问题有效的途径。
为保障含大规模新能源接入的电网依然具有良好的电能质量，一方面需要定性的分析新能源接入对电能质量不同方面的影响；另一方面需要制定完善的电能质量指标，对新能源并网的电能质量进行定量的评估，以及根据具体的情况制定相应的准入标准。
1.4新能源并网对电网安全性的影响
电力系统的安全、稳定运行是电力工作的核心任务。新能源的大规模接入，大量的新能源发电设备并网运行，增加了电网安全、稳定分析的复杂程度，给安全、稳定性带来了新问题。
在大规模新能源接入的情况下，需要根据新能源发电并网设备的类型、规模等因素，对电网安全性、稳定性进行仿真和校验。风电场的低电压穿越问题、分布式光伏发电的孤岛问题、包含分布式光伏发电的配网继电保护等问题，都是大规模新能源并网带来的特殊新问题，在规划阶段需要对这些新问题予以足够的重视和相应的分析。
2大规模新能源接入的电网规划方法
在新的发展形势下，发电出力具有较强的随机性的新能源并入电力系统后，其出力变化引起网架中潮流频繁波动，对电力系统的安全性、可靠性、经济性、电能质量等带来很大影响。现有电网规划方法已不能适应新的需求，因此，需要研究适应新能源接入的电网规划方法。研究新能源并网背景下的电网规划问题，是新能源规模化并网发展趋势下的一个重要而迫切的问题。大规模新能源接入的电网规划所包含的主要内容，如图2所示。
图 2 大规模新能源接入的电网规划主要内容
2.1大规模新能源外送通道容量规划
风电、太阳能光伏发电等新能源的选址往往是自然环境恶劣、人口稀少的地区或海上。因此，新能源发电站的选址往往与负荷中心呈现逆向的分布。
大规模新能源发电经远距离送至负荷中心，带来了输电通路建设的需求。而且新能源的建设周期较短，相比而言，配套的电网设施建设相对缓慢，易引发输电阻塞等问题，所以对于大规模新能源外送输电通道容量的合理规划尤为重要。
2.2大规模新能源接入电网优化规划
风电、光伏发电等新能源都存在着较强的不确定因素，其渗透率的不断提升，对系统接纳波动性发电的能力要求就随之提高。在电网规划中，应该避免对于新能源发电性能的约束，并且需要确保对于发电网络冗余形成的资源浪费现象进行控制。在电网规划中需要对各种不稳定因素进行充分的考虑，以提高其适应不同系统运行情况的能力。
大规模新能源接入情况下，电网规划中需要考虑新能源出力的多种场景，关键在于协调网架对新能源间歇性出力的适应性以及相应的投资与运行成本。需要建立考虑系统运行多场景约束、计及系统网损的电网优化规划模型。为我们对新能源接入电网展开优化规划提供技术支持。
2.3面向新能源消纳的电网规划方法
对于新能源的利用在电网规划中的重点就是要确保整个电网系统能有效地消纳新能源，不断地发挥新能源的环保、减排等优势，有效地提升生态环境建设，降低对于能源的消耗。在对于新能源利用进行消纳的关键技术主要可以通过系统调峰能力展开分析、新能源消纳性能分析结合系统调频技术以实现最终的目的，促进电网规划中对于新能源消纳的落实。
3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，这些影响因素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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论文作者:杨涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
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