电网规划中的新能源接入影响分析

肖茜元

国网青海省电力公司海西供电公司 青海海西格尔木 816000

摘要：新能源具有资源分布广、开发潜力大、环境影响小、可永续利用的特点，已经成为能源供应体系的重要组成部分。大力发展新能源是保障能源安全、加强环境保护、应对气候变化的重要措施，也是调整优化能源结构、转变能源发展方式的重要内容。随着经济社会的发展，能源需求持续增长，能源环境问题日益突出，大规模开发利用新能源已经成为经济社会可持续发展的必然趋势。基于此，本篇文章对电网规划中的新能源接入影响进行研究，以供参考。

关键词：电网规划；新能源；接入影响；对策

引言

近些年，我国风光等可再生能源发展迅速，电力系统逐渐呈现出高比例可再生能源并网特征。风光等新能源发电具有随机性、波动性和间歇性等特征，其大规模并网给电网规划带来新的挑战，亟需科学、高效、可靠的电网规划决策支持软件工具辅助指导电网规划工作，以满足高例可再生能源并网下的电网规划工作新要求。

1研究背景

电网规划应遵循“技术可行、经济最优”的基本规划理念，即是在满足用户需求的条件下尽可能地降低电能成本。长期以来电网技术指标的提升往往以牺牲经济性为代价，呈现出电网技术性与经济性的对立。因此“一流电网”的规划建设不应偏离规划的基本理念，盲目追求技术指标的提升或高大上的设计，而是应基于技术和经济的平衡找到适合当地实际的最佳电网，力求经济效益和社会效益的统一。一流电网建设的内容涵盖面广，涉及电网规划和电网智能化，建设周期长。因此近期内应争取在关键领域有所突破，同时开展示范先行，在取得经验以后按阶段实施，中期内利用可落地的技术建立一个较为智能化的电网，从而有效地提高电网的效率效益，创造较大的经济与社会价值，逐渐实现一流电网“安全可靠、优质高效、绿色低碳、智能互动”的长期目标。目前我国电网存在自动化和设备利用率低、调度方式落后、可再生能源消纳能力不足，难以推动能源结构优化调整的问题。基于我国电网网架现状和智能化的发展方向，提出了一流电网建设的两个核心任务，即“三协调快复电”的智能电网精益化规划(主要是基于配电自动化的网络解)和基于主动电网的管理提升策略(主要涉及非网络解)，分别用以实现一流电网“安全可靠、优质高效”和“绿色低碳、智能互动”的目标。其中：“三协调”分别为供电分区协调、电网高中压协调和中压电网一、二次协调，涉及到一流电网一次网架结构的优化设计和实用故障处理模式的选择；“快复电”即负荷的快速复供电，它是高中压电网整体安全可靠经济的必要条件，特别是在电源侧停运情况下通过中压网络实现大范围的快速复供电；借助物联网、高速通信和储能三者相互促进，基于主动电网的管理提升策略可促进源-网-荷-储协调调度的全面发展，提升电网对间歇性新能源与负荷(含新型负荷)的接纳能力，改变传统能源占主导的局面，使用户想用电就用电、想卖电就卖电。

2新能源电力接入后对电网规划的影响

2.1基于新能源发电模式对电网造成的影响

一种是大规模集中发电，供电量大，供电稳定，投资收益高，目前我国的水力和核能发电全都采用这种模式，但是电网规划较为复杂，对电网系统的要求也更严苛，其影响主要体现在电力电量平衡计算和大功率远距离输送的实现，在电源规划与变电站的布点规划中，需要考虑众多因素，而且对于输电通道、输电线路容量的规划要求高，要保证距离远的、大功率输电的安全性及经济性；另一种是分布式发电，能适用于大范围地区，在有需求的一端附近来安装发电设备，以平更调节作为基础，在满足自身运行后可分配电能到电网结构进行供电。这种发电模式对电网规划的影响主要体现在负荷预测、电网结构，其中的负荷预测能够影响电网规划的整体发展方向，给予电网规划更多的可能性，例如对电网升级改造、新建线路和变电站等，但同时也大大复杂化了电网运行方式。因此电网规划设计人员要掌握新能源发电特性，探明新能源的分布规律和储量，分析电能需求，准确预测负荷和负荷的分布、结构等，在此基础上对新能源并网进行模拟，进而调整和完善新能源电网规划方案，进一步完善电网结构，在发电领域进行合理有效的创新。

2.2对电网电压的影响

新能源大规模接入后，占据了电网发电量的较大比例，大量发电设备并网运行，虽然对电网电压选择影响较小，但在一定程度上影响着电网内的电压控制，会给电网带来电压波动、畸变率、闪变等问题。例如光伏发电的电量变化有一定的随机性，电网会出现冲击电流，影响到稳态电压与无功特性，造成电网的调峰容量余度变大；太阳能发电时，受光照变化会出现缺额现象，影响该地区的电压质量；水力发电电压较高，但稳定性较差。因此在进行电网规划的时候，要正视大量新能源接入对电网的正反两方面的影响，不仅要做好新能源入网后电能质量的检测工作，重视远距离和超远距离的输电技术和输电安全，而且应该优化新能源接入的电网技术，保证大规模新能源接入电网后的电能质量。

3风电接入的输电网规划方法

确定性电网规划是通过建立确定条件、约束及数学模型而得到确定电网规划方案的一种方法。不确定性电网规划是通过考虑如风电功率和负荷而得到最优规划方案的一种方法。由于考虑到风电功率等不确定性因素对于规划的重要性，所以不确定性电网规划方法成为了当下研究热点。根据处理不确定性因素的方法不同，可将其划分为基于多场景分析的方法与基于不确定性信息准确建模的方法两大类。

3.2基于多场景分析的方法

通过分析未来的场景将不确定性因素转化为一系列近似值，然后将这些近似值分别构建成一个个场景，最后通过计算与比较得出最好的综合优化方案。这种方法大大降低了电网规划问题的建模和求解难度，但当不确定性的因素过多或变化过于复杂时，问题求解困难。提出了一种基于极端场景集的输电网综合扩展规划的数学模型，减少需要进行计算的场景数，从而降低了问题的求解难度。

3.3基于不确定信息准确建模方法

通过引入随机理论、盲数理论、模糊理论和灰色理论等进行建模求解。随机理论是指利用随机变量来表示电网规划中的不确定性因素，利用统计参数来表示不确定性的特征，利用概率的方法来描述未来可能产生的场景，并通过随机潮流分析得到电力系统的潮流指标，为系统规划提供数据参考。利用随机理论进行规划提供的信息更全面，更加符合实际场景，所以随机理论在电网规划的研究中得到了广泛的应用。

结束语

在研究考虑风电接入的电网规划优化问题时，将其分为确定性和不确定性电网规划方法，并对不确性电网规划进行了分析。关于考虑风电接入的输电网规划优化问题研究工作在逐步深入开展过程中，并且已经取得了一定成果。对未来研究的方向有以下两点展望：风电消纳的主要方式不是就地消纳，而是发出的电能基本外送。在开发过程中，传统的方案是规划与后期调度运维分开考虑。如果合理地将电网规划和后期调度运维成进行综合考虑，从而降低全生命周期成本。因此，如何将电网及运维调度一体化成为具有实际研究价值的课题。算法的深度与广度搜索特性是影响算法性能的关键因素，因此，如何平衡二者之间的关系也是值得研究的课题。

参考文献

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