协同新能源发展的电网规划关键技术的探讨王庆彪

协同新能源发展的电网规划关键技术的探讨王庆彪

(国网天津市电力公司宝坻供电分公司天津市宝坻区301800)

摘要:随着传统能源逐渐的枯竭,推动了新能源的快速发展,这对电网发展带来一定的冲击,导致新能源发展和电网发展出现了难以协调发展的问题愈发的严重。对此深入的研究将新能源应用到电网发展之中的关键技术有着非常重要的意义,对我国电网实现可持续发展非常的有利。本文就新能源协同发展基础下的电网规划总体方案作出分析,并对大规模新能源实现接入电网之中的方案作出深入的分析,并对其中的关键基础作出一定的探讨,以期相关研究人员有所借鉴作用。

关键词:协同新能源;电力系统;规划方案;关键技术

引言

目前,新能源还尚未形成一个统一的概念,其为相对于传统能源而言的一种能源。新能源作为一个新兴产业,其对国家经济、社会的发展均具有重要的推动作用[1]。新能源的充分开发和利用对人类社会实现可持续发展具有极为重要的意义和价值。随着新能源的快速发展,电网规划面临更多的技术挑战。只有加强对协同新能源发展的电网规划过程中存在的相关问题进行全面分析,探讨规划过程中的关键技术,不断优化和提升相关技术,才能促进新能源、电网实现持续、健康发展。

1协同新能源发展下的电网规划

资源紧张已经成为全世界面临的首要问题,对人们生产与生活水平造成严重的制约。为了能够有效的缓解能源短缺的状况,构建出一整套高效的资源利用体系,我国逐渐将太阳能和风能等大量的新能源逐渐应用在电网建设之中,并且已经构建出了基于新能源实现协同发展的建设体系。通过这个体系不但能够有效的化石能源的消耗,而且能够有效的减轻发电时造成的环境污染,所以协同新能源进行电网发展已经成为我国当前时期作为重要一项工作内容。从本质上来说,协同新能源发展可以使新能源在电网建设之中得到全面的应用,进而构建出新型的电网运行模式,促使电网实现生态效益与经济效益的最优化。但是在将新能源应用在电力系统之中,对电力系统在安全性和稳定性上带来一定的改变。因此,有关技术人员要充分的掌握电网规划方案与内容,这样才能形成最为科学合理的设计思路。通常协同新能源发展下的电网规划时应该处理好需求、评估、特征、性能以及布局等相关内容。

2协同新能源发展的电力系统发电技术

2.1风力发电技术的应用

在目前技术条件下,风力发电系统主要是凭借电力电子背靠背变频技术对发电功率参数的输出进行控制和调整。风力发电机组控制系统主要由主控制器、变距系统、调向系统、制动系统几个装置共同组成。因此,与常规电厂相互,应用风力发电技术时电厂的并网方式存在较大差别。在凭借双馈方式对风力发电机组并网进行控制和处理的过程中,可通过调节转子交流励磁频率参数的方式来实现对并网频率进行有效控制。同时,也可以调节转子交流励磁幅值的方式来实现对并网电压进行有效控制。通过永磁直驱方式控制和处理的风力发电机组并网的过程中,在电力电子器件处于正常作业状态的情况下便可实现相关跟踪和控制目的。风力发电技术的在实际应用中的最突出优点表现为冲击电流参数较小,可有效实现有功和无功的控制。其关键优点表现为风力发电接入不会对电力系统的整体机电振荡模式产生任何影响,不会对电力系统运行的整体稳定性造成任何影响。

2.2太阳能光伏发电技术的应用

太阳能光伏发电技术的应用也同样需要相关技术支持。在目前的技术支持下,太阳能光伏发电技术在电力系统中应用中的结构形式主要有3种,其分别为独立户用型、并网型、并网/独立型。独立户用型指的是太阳能光伏整体系统的控制通过电压源电压来实现;并网型指的是太阳能光伏系统的整体控制主要凭借电压源电流得以实现;并网/独立型指的是实现PV和UPS的有机融合,凭借电压源控制过程促进切换动作得有有效实现。在实际应用光伏发电技术的过程中发现,应用该种技术最大的难度在于如何实现对电能的质量进行有效控制。现阶段,技术人员应通过不断提升载波频率的方式来实现对滤波器装置的设计进行不断优化,同时积极对群控技术进行综合性应用,从而来实现对注入电力系统的谐波电流参数进行严格控制。相关研究结果显示,在电力系统的实际运行过程中,必须要通过安装保护/安自装置的方式来最大限度地防止太阳能光伏发电接入改变电力系统潮流方向的工程中,装置被熔断或者断路器装置的运行状态受到影响,动作失效等问题出现,进而保证整个电力系统运行状态的稳定性。

3大规模新能源接入电网的规范方法研究

3.1大规模新能源外送通道的容量规划

利用风能和太阳能等实现发电过程中,要对新能源的选址作出分析,首先要对风能和太阳能等能源的分布情况加以充分的考虑。但是上述条件较好的区域通常是自然环境相对较为恶劣且人烟稀少,所以新能源发电站在进行选址时常常和负荷中心具有逆向分布的特点。大规模新能源实现发电过程中需要通过远距离输送到用电负荷中心,这也就对输电通路建设提出了更高的要求。并且新能源建设具有相比于电网设施建设更短的建设周期,这就极易造成输电阻塞等情况的出现,因此,对此实现良好的输电通道容量规划显得极为便要。其中关键技术问题主要有协同新能源具有的出力概率特性和输电线路容量充裕度间的分析、考虑输电容量存在不确定性方面的规划分析、注重电网侧效益实现最大化方面的输电容量规划进行分析以及注重社会效益实现最大化方面的输电容量规划进行分析。

3.2大规模新能源接入电网优化规划

由于风电和太阳能等拥有着极强的不确定性,将其应用在电力系统中将会显著的提高电力系统具有的波动发电性能需求。在对电网实现规划过程中,不但不能因为电网网架存在约束而对电力系统采取新能源进行发电的性能,而且也不能因为发电网络出现冗余导致资源浪费的发生。并且,电网运转过程中存在的一些随机因素,诸如负荷随机波动和设备停运等也可能造成电网安全性与输入不连续能源出现不良影响,因此,电网在规划过程中要对上述不确定性因素加以充分的考虑,使其能够对电力系统运行状况加以不断的适应。应该考虑将新能源应用在电网中进行优化过程中实现通用化见面的构建,将电力系统运行过程中的多场景约束和系统网损等纳入到模型之中。其中涉及到的关键技术有新能源接入电网规划模型、新能源出力过程中多场景分析方面的模型、网损方面的动态计算技术以及基于目标网架方面的动态优化技术等。

3.3面向新能源消纳的电网规划方法

协同新能源发展开展电网规划最为重要的目标便是确保电网能够有效的消纳新能源,使新能源具有的低碳、环保、减排和节能等优势得以充分的发挥。对于整个电网规则而来说,网架结构存在不同将会对系统新能源消纳能力造成影响,并且也会对电力系统中的其他灵活电源具有的运行方式造成影响,继而对新能源消纳能力造成影响。其中具有的关键技术主要有系统调峰能能力方面的分析、系统备用水平方面的分析、新能源消纳性能方面的分析、系统调频方面的分析以及目标是新能源消纳能力方面的电网规划。

结束语

电网规划、电力系统运行状态及质量直接关系到人们的正常工作和生活,关系到国民经济建设部分和发展前景。因此,在新能源快速发展的时代背景中,需及时认识电网规划存在问题,并采取有效措施进行积极应用,在电力系统中积极应用相关新能源技术,促进电网规划得到不断优化,电力系统运行效率及质量得到不断提升。

参考文献:

[1]许量鹏.基于新能源协同发展的电网规划关键技术探讨[J].企业技术开发(下半月),2016,07(21).

[2]曾博,杨雍琦,段金辉,等.新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望[J].电力系统自动化,2015,08(17):10~18.

[3]刘俊勇,向月,杨威,等.充换电服务网络及其与配电网协同规划关键技术分析与研究[J].电力建设,2015,07(07):61~68.

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