摘要：本文结合相关案例对需求侧响应模式下的新能源电站力率问题进行讨论，对产生问题的原因加以分析，并探相关的解决措施。
关键词：需求侧响应模式；新能源电站；力率问题
某地具有非常丰富的风、光资源，截至2015年，该地电站具有1006.5千万瓦的风电装机量，515.7万千瓦的光伏发电装机量。随着分布式电源的发展，受到需求侧响应模式的影响，使得传统形式的供电侧和需求侧获得了很大的突破，加上小型的光伏发电被广泛的应用，用户可以将电能向电网出售，从而获得收益，与此同时，由于风电和光伏具有间隙性的特点，所以，新能源电站会在需求侧及供电侧之间转换。
一、新能源电站当中的力率问题
（一）政策之间的“抵触”问题
新能源电站在具体运行时，经常会在某些并网点当中长期存在电压过高的问题，根据电力调度的要求，新能源电站在电网当中对无功功率进行吸收，对电网调节电压起到协助的作用，能够帮助电网提升电压的稳定性，但是大量的无功，会使功率因数出现偏低的现象，根据相关的管理办法，新能源电站因为这种现象需要交付大量的力率电费，导致新能源电站在发挥作用的同时却要承受大量的损失，而这与国家相关补偿政策及节能降耗的目的存在一定的偏差。
（二）计算力率方法问题
当前针对新能源力率应用的计算方法完全是将新能源电站作为大负荷，然后对计算大负荷力率的计算方法进行照搬，但该计算方法并没有对新能源电站输送无功功率以及有功功率给电网的特殊性加以考虑。
（三）管理办法方面的问题
早在1983年，我国就针对功率因数对电费进行了调整，其目的是为了使用户功率因数被提高，从而对各方面的效益加以保证，在实施以后推动了各方功率因数的提高，对节约成本、节能降耗的目的起到了推动的作用，但随着经济建设的发展，特别是新能源电站的快速发展，使得新能源电站已经在部分地区占据了能源结构的主要地位，但却仍然被定义为大用户，根据原有办法对其进行考核，与办法的制定目的不符，减弱了对新技术开发以及节能降耗目的的促进作用，甚至在一定程度造成了阻碍[1]。
特别是在2006年国家相关部门对“两个细则”进行了制定，但是由于当时新能源电站的装机比例相对较小，所以“两个细则”没用将其辅助作用以及并网活动进行明确的规定，因此，在新能源电站的考核及补偿服务方面缺乏详细的规定。
二、造成新能源电站力率问题的主要原因
（一）新能源的快速发展
随着国家对新能源产业的支持，新能源电站的发展十分迅速，根据调查发现，全国光伏装机量从2006年到2015年增加了352.24倍，而风电装机量增加了48.2倍，两者在全国总装机当中占据了很大的比重。
在2006年相关部门制定“两个细则”时，我国在电力装机结构方面是以火电为主的，其中新能源的比重不足5%，所以并没有针对新能源电站的并网管理以及辅助功能进行规定，但随着新能源发电装机容量的提升，在电网当中的作用不断提升，对“两个细则”进行修订已经是时代发展的必然趋势。
（二）新能源的发电特性
当前常用的风力发电机组并不会生产无功功率，所以，为了使风机自身的需求得到满足，将有功功率提供给系统以后，需要在电网当中对无功功率进行吸收。而风机及其配套设施的运行都需要消耗无功功率来完成。
光伏电站在运行时，其发电单元箱变、电站升压变以及厂内集电线路都需要消耗无功功率来保证运行，特别是在夜间，光伏电站不存在有功功率输出，但机组待机状态仍然会对无功功率造成消耗，大大降低了光伏电站的力率。
根据新能源电站的特性，在一定条件下将其视为负荷，结合电费调整办法对其进行考核，能够对新能源电站的无功容量投资产生促进的作用，进而实现设备效率的提高，达到节能降耗、减少电网损耗的目的[2]。
（三）无功补偿技术的发展
新能源电站在无功功率方面的消耗比较大，所以，无功功率的补偿对于新能源电站的运行来说是非常重要的，针对无功功率进行补偿容量的合理配置能够使电站的功率损耗被降低，有利于新能源电能质量的改善，对用户电费支出及电站成本投入的降低具有非常积极的作用。
随着静态无功补偿装置的发展，其性能得到了巨大的提升，使得电网调度需求得到了满足，加上逆变器方面的发展，使光伏电站的进项运行成为了可能，因此，对无功补偿技术进行大力的发展，是确保新能源电站参与辅助、相应指令调度的前提条件[3]。
三、计算力率的方法
当前阶段，常见的电力计量功能包括四个象限，根据相关规定对这四个象限进行定义，参考电流矢量为正方向，而相角的改变会使电压矢量方向随之发生改变，如图1。
根据图1显示，在用户侧当中，负荷对电网有功及无功功率进行吸收为正即为电流方向；对于电网侧来说，有功及无功功率主要以下网为正，结合图1能够将新能源电站的有功及无功示意图画出来，如图2，新能源电站在电网当中吸收的功率为正，反之则为负。
图1
图2
其中Q1为新能源在电网当中吸收的有功、无功功率；Q2为电站将有功功率输送给电网，同时在电网当中吸收无功功率；Q3是电站同时向电网输送有功、无功功率；Q4为电站吸收电网有功功率，并向其提供无功功率。
由图2可以发现，当新能源电站对有功功率进行消耗时，可能会对无功功率进行吸收或消耗，所以，需要结合新能源电站的这种特点，对力率的考核方式进行合理的设置。
在新能源电站存在有功率下网现象时，将其视为负荷，力率考核可以根据《办法》来进行，要从电网侧进行考虑，因为上下网无功都会造成电网损耗的增加。
当新能源电站将有功功率输送给电网时，则可以将其视为电源，根据“两个细则”对其进行管理考核，这种状况下，不应对力率进行考核[4]。
四、具体的改进措施
随着2011年相关部门针对案例地区新能源电站下发了“两个细则”的修订稿，使其使用范围被拓宽，该细则使得新能源电站的考核范围被明确，但却没有对新能源电站进行补偿，建议针对新能源电站的辅助服务制定相应的补偿机制。
建议在新能源电站执行调度指令进行发电的过程中，不对其进行功率因数考核。
建议计算新能源力率，如果将其视为负荷，需要对力率进行计算，这样的力率考核将更具合理性和公平性。
结语
综上所述，在需求侧响应模式影响下，新能源电站在力率方面还存在着一些问题，相关部门需要对造成这些问题的原因加以明确，结合实际情况制定相应的解决措施，从而提高力率考核的合理性，使新能源电站的力率问题得到有效的解决。
参考文献：
[1]梁琛，郑伟，智勇等.需求侧响应模式下新能源电站力率问题研究[J].电气自动化，2017，39（2）：63-65.
[2]吴婧妤，吴爽，王丙文等.层次化结构的新能源网源储运行控制关键技术研究[J].电子设计工程，2017，25（10）：91-96.
[3]赵宇思，吴林林，宋玮等.新能源发电系统运行特性评价分析方法的研究综述[J].华北电力技术，2015，4（3）：18-24.
[4]余泳，田云飞，徐昊亮等.光伏电站接入系统有功功率控制和无功电压调节系统分析技术[J].现代工业经济和信息化，2016，6（24）：44-46.
论文作者:杨川,杨立彬,岳洁,陈根永,黄礼奎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
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