协同新能源发展的电网规范关键技术研究唐超

协同新能源发展的电网规范关键技术研究唐超

(国网邢台供电公司河北邢台054001)

摘要:随着新能源发展速度的不断加快,新能源发展与电网发展存在的不协调关系也越来越突出。因此,需不断加强对试析协同新能源发展的电网规划关键技术进行深入研究。本文主要从电网规划中存在的问题入手,对关键技术进行深入分析,旨在为电网规划的科学性的提高提供更多可靠参考依据。

关键词:新能源;电网规划;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。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现阶段应用较为普遍的新能源发电形式

目前,新能源的具体定义还尚未得到明确,但是从严格意义上讲,新能源包括了可再生能源和分布式能源等诸多种新型能源形势。具体来说,新能源具有有以下几个特点:首先,多数新能源均是可再生能源,新能源多数为分布式能源。其次,在常规意义上,水能为一种能源利用形式,其也被归纳于可再生能源的研究范畴中。同时,水能也可作为集中式能源、分散式能源进行综合应用。各种新能源的实际应用均离不开相应技术的支持。在目前的技术发展水平中,在电力规划、电力系统中应用最为普遍的新能源类型主要为风力发发电形式、太阳能光伏发电形式。调查数据显示,在风力发电形式的应用上,目前,在世界范围内,风力发电的装机总容量已经超出1.2亿kW。而我国的关风力发电的装机总容量位居世界排名第四位,总容量已经高于1200万kW。目前,我国对风力发电形式、技术的关注度、研究力度均还表现出不断提高和深入的趋势,并明确了风力发电形式的具体发展目标,力争在2020年之前实现风力发电装机总容量达到甚至超过亿级单位。

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新能源接入对电网产生的影响

3.1对功率的平衡产生影响

在电力系统中,电能供需平衡是其实现正常运行的一个必要条件。在常规电网中,电网功率平衡的压力主要来自于2个方面,第一为自于发电机组的有功调节能力,第二为来自于发电元件、输电元件出现故障及负荷的波动。这些问题的存在直接影响到电力系统运行过程中频率、功角、电压等的稳定性,对系统调峰、系统调频等提出更高的要求。协同新能源发展的电网规划过程中,各种新能源的大规模接入会给原有问题增添更多元素。

3.2对电网潮流产生影响

新能源接入电网的形式主要有分散、分布接入形式,也有经汇流集中接入形式,其会对电网潮流的流向、分布产生不同程度的影响。新能源接入会使原有电网潮流的注入功率表现出明显的多元化,进而使得电网中的无功、有功的分布规律越来越发展,电网损耗的统计、控制难度也不断加大。因此,需不断加强对风电、光伏发电的潮流注入概率模型、概率潮流建模、概率计算、网损计算、安全校核等进行深入分析和研究。

3.3对电能质量产生影响

在电力系统中,为用户提供高质量的电能是主要任务。电能质量问题在内容上主要包含电流质量、电压质量等。电能质量会对电网、发电、用电相关设备的运行状况、工作效率、使用时间等产生严重影响,甚至会导致电力企业的经济效益。各种新能源的大规模接入会对电力系统的电能质量产生严重影响。例如风力发电机组所具有的波动性会使电网出现畸变率、电压波动等诸多问题。但是随着风力发电技术的不断提高,风电机组得到不断改进和优化,促进其电能质量也得到不断改善。同时,积极应用高效无功电压支撑设备、电力滤波设备也可促进电力系统中的相关问题得到有效解决,提升电能质量。提高电能质量的关键在于对新能源接入对电力系统电能质量产生的影响进行定性分析,同时还需制定并不断完善电能质量的指标,加强对新能源并网的电能质量实施科学的评估,以实际情况作为根据制定具有针对性的准入标准。

3.4对电网安全性产生影响

保障电力系统运行的稳定性、安全性实施电力工作的核心内容和主要目的。新能源发电设备并网的同时运行会对电力系统运行的稳定性、安全性产生严重影响,为电网带来新的稳定、安全问题。因此,在应用新能源发电形式和技术过程中,需加强对电网运行的稳定和安全进行科学仿真和校验。例如加强对风电场所存在的低电压穿越能力进行分析和检测、对伏并网孤岛问题进行全面深入分析等。

4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]彭波,徐乾耀,康重庆,等.面向新能源消纳的电网规划方法初探[J].电网技术,2013,10(12):306-307.

[2]杨雍琦,段金辉,欧阳邵杰,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,2015,5(17):208-209.

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