摘要：针对越来越多的可再生能源发电接入配电网的事实，可再生电源对电网尤其是配电网的产生影响，主要包括对继电保护、电压质量以及电力系统的影响，提出对可再生电源接入电网位置、新能源接入电网后智能算法以及新兴能源利用法规的研究，使可再生能源能大规模为电网接纳。
关键词：可再生电源；并网；电网调度
1.可再生能源发电特点概述
可再生能源主要包括：风能、水能、生物能、太阳能、海洋能、地热能等非化石能源，在上述能源中，水源属于常规能源，其他的则都被归为新能源范畴之列。这些可再生能源具有其共同优点，即蕴藏量大、分布范围广、可以再生、没有污染。与此同时也存在着一些局限性，如能源的密度较低且不稳定、地区能源的差异性较大等。对可再生能源的优缺点进行分析和了解后，将其于电网相结合，能够使之更好的发挥其优势，促进电网的运行，其发电运行特点主要表现在以下几个方面。
（1）在装机容量上，水能发电的装机容量为60MW及以下；风能发电的装机容量约为5000KW左右，低于国际标准7500KW；太阳能的光伏发电的装机容量走在最前线，已突破千瓦级。生物能和海洋能及地热能还未普遍应用进发电事业中。但是，在湖南怀化某生物质能发电公司已建成生物能发电站，其试验装机容量已达5000KW。
（2）在发电稳定性上，水能发电的能力会随着雨量的变化而具有不稳定性，再加之气候的影响，即丰水期和枯水期的季节性变化，使水能发电的可用水量具有不确定性；风能发电由于我国地区差异较大，有些地区一年四季都鲜少有大量可用风量的进入，而且我国目前对风量的收集和控制技术有限，使得风能发电仍需要电网来支撑，其稳定性比水能发电的稳定性还低；太阳能发电受日照照射量和日照强度的影响，使太阳能的发电功率无法满足工业大量用电的稳定性需求。
（3）在调频调压上，常规能源发电的调频调压在其电网调度运行中发挥着重要的作用，可再生能源受能源机组容量的影响，其调节控制能力非常有限，主要依靠电阻通过参数变化对电网运行进行有效的稳定。
（4）具有明显的地区差异性。如在我国中东部水资源较为集中，其水能发电被普遍开发和应用；而风能资源在中西部地区比较丰富，因此我国西藏、青海等低采用风能发电的企业较多；潮汐能源主要分布在河口、海湾等地形地貌处，因此潮汐能发电在藏南、滇西等低较为常见。
（5）可再生能源发电能够远离电网独立运行，太阳能和风能是最普遍最广泛的自然资源、生物能常常可以就地取材，基于这些特点，电网在每个不同的地区可以建立独立的供电系统，是发电能够远离电网独立运行。
2.可再生能源发电对电网调度运行的影响
2.1对继电保护的影响
我国配电网保护大多数都是断路器的三段式电流保护，以新疆阿拉尔电力公司为例，10kV馈线均由35、110kV变电站的10kV母线送出，大部分馈线是直接向用户供电的终端线路。而三段式电流保护包括：瞬时速断、定时限速断和过流保护。其中，瞬时速断保护按照躲过线路末端故障产生的最大三相短路电流的方法整定，定时限电流速断保护按照线路末端故障有灵敏度并与相邻线路的瞬时电流速断保护配合的方法整定；过电流保护按照躲线路最大负荷电流并与相邻线路的过电流保护配合的方法整定，能够保护相邻线路的全长。
当原配电系统引入可再生电源后，原有配电网络的电源结构发生了变化，由单电源、辐射型供电网络变成多电源共存的系统网络，电网的潮流的方向开始随机变化，如果线路发生故障，系统网络中故障电流的大小和流向都会受到引入可再生能源的影响，这与引入可再生能源前产生很大的不同，传统过电流保护不能适应这一变化。因此，出现线路保护拒动或者误动作现象，灵敏度大大降低，选择性变差。
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2.2对电压的影响
可再生能源中并网的光伏电源是将光伏电池阵列产生的直流电经逆变器转换成符合电网要求的交流电之后再并入交流电网，风力发电是把风能变成配电网要求的电能并入电网。不论是光伏电源还是风力发电由于其资源分布和能源变化的不均衡性、随机性、间歇性特点，导致了并网的电源的输出具有不确定性、可调可控性差。同样，由于光伏和风力电源的接入配电网，使配电网的辐射结构变化、潮流改变，从而改变了系统电压分布，对配电网的电压稳定性带来不利影响。
例如一个重要负荷区安装了风力发电，当该区域内由于气候变化导致风力发生突变的时候，风力风电效率将随着降低，进而使该区域功率有缺失的危险，甚至危及到该地区电压质量和电压稳定的问题。
2.3对电力系统的影响
可再生能源发电并网后对现有电力系统的影响也很大。主要表现在：
1.对发电、长距离输电线路需求下降。由于可再生电源的接入，部分负荷和新增负荷由可再生电源供给，另外由于可再生电源的削峰填谷的作用，因此现有发输电设施的利用率提高，而其他仅为满足高峰负荷需要的发输电设施需求降低。
2.对配电系统的影响巨大。配电网由传统的辐射形式转变成因增加了可再生电源变成多电源的形式，原本一些配电单元结构反而变成了发电单元，网络结构变得复杂，给电网的控制和管理带来了新的挑战。使传统电网的运行、规划和电压控制等都发生了变化，新型配电网的管理需要新的模式和方式，可再生能源之间的协调控制与调度也需要相应的行业规范来执行，总之，新型配电网的研究成为今后电力系统的重要内容。
3.对电力市场走向和格局产生影响。可再生电源的引入使电力公司和客户之间形成了新型关系，电力公司和用户之间可以相互买电和卖电，来满足用户和电力公司彼此的用电和消峰需求，另外，可再生能源的引入，为其他新能源（如生物质发电等）进入提供先例，这将加剧电力市场的竞争，电力市场的格局和走向将发生巨大变化。
3.基于可再生能源发电对提高电网调度运行的对策研究
为加强可再生能源发电与电网调度运行的协调，必须作出有效的提高电网调度运行的有效对策：①以法律观念为基准，进行依法调度。例如，法律和经济手段对电网运行调度进行干预，定期深入电力市场，了解市场行情，制定紧跟时代步伐的可再生能源的管理制度和办法。②对可再生能源的接入容量进行科学合理的规划，及具体操作方法为：对可再生能源的装机容量作负荷水平、电源备用容量、电能指标等的参数控制，使大小电流、电源有效融合，且协调发展，创造电网运行的物质环境。③加快电网建设的进程，电网作为电力运输的强大后盾，提供着接入、调峰、消纳等支撑。其具体方案有：使用交流输电技术（FACTS），其主要作用是为串流和静电作缺失性的补偿，同时对电网进行分层和分区，根据区域电流强弱对不同层面和区域进行回输电，加强电流的紧凑性输入与输出。④研发新型吸纳技术，提高可再生能源的并网性能。吸纳技术主要应对可再生能源发电带来的不稳定性，其主要可以提高电力元器件的运行性能，对发电机组的发电频率有效规范。再次，作用于励磁调整期发电功率、去效补偿电容，向电网输送无障碍电流，加强电网的稳定性、扩大风电机组并网的允许容量。
结束语
综上所述，可再生能源发电是解决我国电力紧张状况的有效途径，全面了解可再生能源发电对电网运行的影响，积极做出有效的应对战略，方能保证电网调度的有效运行，促进我国电力实业的发展。
参考文献：
[1]张锋.可再生能源发电对电网调度运行的影响及对策[J].浙江电力，2014，29（3）：9-11，50.
[2]陈庆兰.可再生能源发电并网调度自动化系统的研究与实现[D].华北电力大学（保定），2015（10）：10-12.
论文作者:李华丽,崔红凤,杨宗权,刘健,董楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/5
标签：电网论文; 可再生能源论文; 电源论文; 电流论文; 风能论文; 电力论文; 装机容量论文; 《电力设备》2018年第1期论文;