- 收藏
- 加入书签
新能源发电并网对配电网运行的影响及应对策略探讨
摘要:新能源发电并网对配电网运行造成了极大的影响,在很大程度上威胁着电力系统的安全稳定运行,给人们的生产生活带来许多不便。同时,新能源接入也会导致一些新的电能质量问题产生。比如电压波动,频率偏差等现象,进而使电力用户无法正常使用电能,此外,还有很多因素都将直接或间接影响到电网供电的可靠性与稳定性,如短路电流超标以及谐波污染等。其中尤以电压不平衡最为突出,这些问题严重制约着新能源在我国电力行业中的发展和应用,这不仅不利于我国经济的可持续发展,而且还会危及人民群众生命财产安全,甚至还可能引发安全事故。因此,如何解决新能源并网引起的电网问题成为当前急需解决的重要课题之一,必须采取合理有效措施应对。
关键词:新能源发电;配电网运行;影响
引言:新能源发电并网对配电网运行造成了巨大影响,给电力系统安全稳定运行带来了很大挑战。由于新能源本身具有随机性,并且存在间歇性等特点,导致新能源接入后将会产生一系列电能质量问题,进而影响到电力系统正常运行,所以要加强对新能源消纳技术研究,提高新能源利用率。同时,随着我国社会经济快速发展,人们对于生活水平提出了更高要求。在此背景下,传统电网企业已不能满足人们日常用电需求,而新能源作为一种新型绿色环保清洁能源供应方式,能够有效解决这一矛盾。然而,当前我国新能源还处于起步阶段,规模比较小。在这种情况下,为了更好满足人们生产和生活需求,实现可持续发展目标,必须加快推动新能源产业建设步伐,新能源是未来能源发展重点。需要我们积极采取有效措施加以应对,使其朝着良性、健康的方向发展。
一、新能源发电并网对配电网运行影响
(一)新能源发电并网对配电网运行影响的方案
新能源发电并网对系统电压造成了一定程度的冲击,同时也会改变原有的电力系统结构,导致继电保护配置不合理,甚至可能发生故障问题,从而引起严重的后果。这将给电力系统稳定带来极大威胁,如果不能及时采取措施解决这些问题,将会影响整个电网系统的正常运转。新能源具有随机性以及间歇性等特点,并且新能源出力与电网负荷存在不匹配性,使得电力系统出现“峰谷差”现象,给系统正常工作带来较大困扰。这不仅降低了电能输送效率,还会增加能耗成本,影响企业经济效益,不利于行业长远发展。此外,随着能源结构不断变化,可再生能源资源逐渐减少,传统化石能源储量越来越少。在这种情况下,大量使用不可再生资源,会导致环境破坏加剧。同时也难以满足人们日益增长的需求,环境污染日益严重,威胁人类健康。所以为了更好地实现可持续发展目标,必须大力开发和利用清洁高效的新型电力能源。但是由于新能源自身特性,其无法大规模应用于电网中。而且在运行过程中产生的损耗较高,严重制约电力行业发展,危害人体身体健康。另外还容易引发大面积停电事故,进而危及人民群众生命及财产安全,影响社会经济发展,不利于国家长治久安,影响我国和谐进步。因此,有必要对新能源发电进行合理规划,保证供电质量。
(二)新能源发电并网对配电网运行影响的机理
新能源发电并网对配电网运行影响的机理分为:
1.接入容量变化引起的电压波动,无功补偿装置投入以及线路潮流分布。由于新能源发输电距离短,具有间歇性和波动性,使得新能源出力特性与常规能源不同;同时新能源自身也存在一些不确定性因素,如风速随机变异性,光伏阵列输出功率不稳定等等。这一切使得新能源出力具有很大的随机性和模糊性,进而产生大量的风电功率波动[1]。另外,由于风力发电机是一种非线性负载,其输出的有功和无功功率均呈非正弦波形。这些都将直接影响系统的电能传输效率,新能源出力特性带来的网损问题,新能源发电功率预测误差对电网调度工作造成影响,新能源出力随机性会给电力系统运行稳定性带来不利影响。
2.新能源发电并网导致负荷增加造成配网短路电流增大,同时,风电输出功率波动性也会引起电压跌落风险加剧,严重时可能引发连锁故障,甚至引发大面积停电事故。为了提高配电网安全性与经济性,必须研究新能源接入对系统安全稳定运行的影响。传统的基于稳态分析的静态安全评估方法已难以满足当前形势下大规模分布式电源(DG)并网对配电网安全稳定运行提出的更高要求。由于新能源出力具有间歇性以及随机扰动性,且其自身存在一定程度上的不稳定性,使得传统潮流计算方法不能很好地描述此类非线性系统的动态过程。此外,在实际应用中还需根据不同情况进行适当调整,这就不可避免地会出现偏差。因此,需要考虑新能源出力不确定性对系统安全稳定及供电可靠性的影响。
3.新能源发电并网改变了原有网络结构和运行方式,从而使网络结构发生变化等。同时也给配电网带来一些新问题,如负荷峰谷差增大、线路过载严重等。这些都是电力系统面临的重大挑战[2]。为了更全面深入地认识新能源发电并网对系统造成的影响,有必要深入分析各节点功率变化量及其相互关系,进而建立更为合理有效的模型来反映各种复杂因素的综合作用。
二、新能源发电并网对配电网的影响
(一) 新能源发电并网方式
新能源发电并网方式多样且不同接入容量和位置所产生的效果不一样,根据其特点可以分为集中式接入与分布式接入两种。集中式接入可实现多种能源互补,但存在较大安全风险,分布式接入具有一定优势,但受地理条件限制较多,因此应慎重选择新能源发电接入模式。此外,新能源发电接入电网后也会对电网运行带来一些不利影响。如电压波动大、谐波污染严重等问题都将增加配电系统电能损耗及供电可靠性,另外还可能导致电力系统继电保护误动或拒动来破坏正常工作秩序。所以为了保证配电网能够长期持续地为用户提供优质高效的电力供应,就需要研究并分析新能源发电接入电网以后对配电网的影响。由于我国经济发展水平参差不齐,各地经济状况差别很大[3]。因此针对不同地区的情况,应该制定出适合本地区的能源优化配置方法。为此,为保障电力系统安全可靠地运行,有必要对新能源发电接入电网前后配电网各方面因素进行综合考虑,以提高其经济性和安全性,其次要充分考虑不同电源之间以及各种负荷之间的相互影响与制约关系,再次还要合理规划网架结构。最后还会给电力系统安全稳定控制带来隐患,为了减少这些影响必须做好相应的应对措施,在进行实际应用时需要结合具体情况确定合适的接入方案,避免造成不必要的损失。
(二) 新能源发电并网对配电网运行的影响
新能源发电并网对配电网运行产生了许多积极和消极作用,从长远来看可以改善电网结构,提高供电可靠性,同时还能有效降低网损,促进节能减排,因此在未来电力系统发展过程中一定会得到广泛运用[4]。但是随着能源短缺问题日益严重,传统化石燃料储量日趋枯竭以及环保要求不断增加,使得人们不得不重新审视传统化石燃料的使用情况以寻找一种替代能源。这就为新能源的开发与利用提供了良好机遇,风能作为其中之一受到极大关注。风力发电机主要通过风力机将风能转化为机械能进而驱动旋转叶轮转动从而带动发电机进行发电。在实际运行中,风机叶片所发出的电力能够直接或间接地供给用户使用,由此可以看出风电对人类社会发展起着重要作用。然而由于新能源出力具有间歇性和随机性特点导致其无法完全满足电网负荷需求,因而对电能质量及安全稳定性都产生了不利影响。当然这些正面的影响不容忽视,比如可再生能源发电等,负面效应相对较小,但也有一些负面影响是不可忽略的。
三、新能源发电并网对配电网运行的应对策略
(一)加强技术研究,提升并网能力
新能源发电具有波动性大、间歇性强等特点,如果不加以合理利用会严重影响电力系统供电可靠性以及安全性。同时随着我国经济快速发展,人们生活水平不断提高,对电能质量要求越来越高[5]。在这样的情况下,我国加大了对新能源的开发力度。例如:风电、太阳能、地热能等等都已成为当前社会发展中必不可少的一部分。其中尤以风力发电最为突出,并且应用范围较广。但是新能源发电存在一定局限性,如随机性、不稳定性等,这就需要相关人员深入研究新能源并网问题,制定相应对策来确保其安全稳定可靠地并入电网。由于风能资源丰富,而且清洁无污染,因此受到世界各国政府的重视,并被广泛应用于各个行业。尤其是近年来我国大力发展新能源产业,将新能源作为国家未来重要发展方向之一。从某种程度上说,新能源也可以称为绿色能源,具有环保性、安全性等特点,能够满足当今社会发展需求,从而促进电力行业可持续发展,推动国民经济增长。但是目前我国电力能源供给仍以火力发电厂为主,这就使得新能源难以得到广泛推广[6]。加强技术研究有助于提升新能源利用效率,减少环境污染,增强自身竞争力,使之更好地为社会服务。
(二)积极推进分布式电源接入
电网建设对于保障新能源大规模开发利用,保证电网安全可靠稳定运行具有十分重要意义。分布式电源的接入有利于改善城市环境,缓解用电压力,有利于降低能源消耗,增加电力供应总量。分布式电源在提高供电可靠性和电能质量方面发挥了非常大的作用,能够显著提升电力系统自动化水平。分布式电源并网不仅可以为用户提供更为可靠安全的电能供应,而且有利于节能减排,同时还能节约大量的一次能源。此外分布式电源的并入还可有效解决传统化石燃料带来的环境污染问题,建设智能配网,实现分布式电源接入对于解决传统电厂调峰问题至关重要。分布式电源一般由多个独立单元组成,如光伏阵列、小型燃气轮机、燃料电池、储能设备等等。其中,逆变器作为一种重要的能量转换装置在整个发电系统中占有极其重要的地位。目前分布式电源大多采用并网运行模式。它们之间相互耦合形成一个完整的系统,共同承担着整个区域内的用电任务,而不是单个单元单独工作。这种结构形式不仅能够降低系统成本还便于维护管理,分布式电源接入对配电网影响较大[7]。为了更加充分地利用分布式电源的优势,必须要制定出合理可行的分布式电源规划方案,以达到充分利用其优点来规避不利因素的目的。
结束语:
新能源发电并网对配电网运行方式产生了一定影响。在实际中,应根据具体情况选择合适的分布式电源接入位置及容量,同时还要考虑到各种环境因素以及其他因素的制约作用。此外,还需加强配网自动化技术和电能质量监测设备应用力度,以此提高供电可靠性。另外,还应重视用户侧管理工作,确保居民用电安全,经济,可靠。只有综合考虑才能保证配电网络安全稳定运行,需要结合具体地区情况进行分析,不能一概而论。
参考文献:
李哲. 新能源发电并网对配电网运行的影响及应对措施[J]. 电气时代, 2022(6):3.
宋昌军. 新能源发电并网对配电网运行的影响及应对措施[J]. 电气技术与经济, 2023(1):3.
陈琳, 赵海. 新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响及应对措施[J]. 2021.
杨海寿. 光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J]. 集成电路应用, 2021, 038(003):P.72-73.
张楠. 探究光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J]. 中文科技期刊数据库(引文版)工程技术, 2021(8):2.
刘建伟. 分布式新能源发电对配电网电压影响研究[J]. 新型工业化, 2022(001):012.
应少枫. 分布式新能源发电对配电网电压影响研究[J]. 学生电脑, 2021(10):0286-0287.
京公网安备 11011302003690号