1、精選文庫 現(xiàn)代能量管理系統(tǒng)課程論文新能源發(fā)電對(duì)系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行的影響及對(duì)策姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 專業(yè) 摘要：可再生能源發(fā)電的開發(fā)利用日益受到重視，其規(guī)模的擴(kuò)大也給電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行帶來了新的課題和挑戰(zhàn)，同時(shí)我們可以預(yù)見，可再生能源發(fā)電將是未來電力市場的重要組成部分，而風(fēng)能和光伏等新能源發(fā)電存在不穩(wěn)定、可調(diào)度性低、接入電網(wǎng)技術(shù)性能差和對(duì)電網(wǎng)諧波管理的影響等一系列問題，文章針對(duì)我國可再生能源發(fā)電及并網(wǎng)的特點(diǎn)，闡述了可再生能源發(fā)電給并網(wǎng)帶來的問題，并提出了可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)對(duì)策。關(guān)鍵字：可再生能源；風(fēng)電，光伏，并網(wǎng)，隨機(jī)性，影響，穩(wěn)定性，對(duì)策一、我國可再生能源發(fā)電的現(xiàn)狀、特點(diǎn)及研究意義：1、我國可再生能源發(fā)

2、電的現(xiàn)狀： 截至2011年底，我國新能源安裝容量達(dá)到7000萬kW，居世界首位，并網(wǎng)新能源裝機(jī)容量達(dá)到5409萬kW，同比增長47.4%，約占全部發(fā)電裝機(jī)容量的5.1%。其中，風(fēng)電并網(wǎng)容量約占并網(wǎng)新能源裝機(jī)總量的85.5%；并網(wǎng)太陽能光伏裝機(jī)容量約占并網(wǎng)新能源裝機(jī)總量的4.4%；生物質(zhì)及其他新能源發(fā)電裝機(jī)容量約占并網(wǎng)新能源裝機(jī)總量的10.1%。2011年，我國新能源發(fā)電量約為1016億kWh，同比增長29.9%，約占全部發(fā)電量的2.2%。其中，風(fēng)電發(fā)電量約占新能源發(fā)電總量的72.0%；太陽能光伏發(fā)電約占0.9%；生物質(zhì)及其他新能源發(fā)電約占27.1%。2011年我國新能源發(fā)電量按發(fā)電煤耗320g

3、/（kWh）計(jì)算，相當(dāng)于節(jié)約3241萬tce，減排二氧化碳9030萬t。我國是世界上風(fēng)電發(fā)展最快的國家，同時(shí)，我國太陽能熱水器集熱面積居世界第一位，約占世界總量的三分之二。2、我國可再生能源發(fā)電的特點(diǎn)： 我國風(fēng)電發(fā)展整體呈現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)、遠(yuǎn)距離傳輸、高電壓等級(jí)集中接入為主，分散接入、就地消納為輔的特點(diǎn)。我國光伏發(fā)電接入電網(wǎng)呈現(xiàn)出大規(guī)模集中接入與分布式接入并舉的特點(diǎn)。我國可再生能源發(fā)電的運(yùn)行特點(diǎn)主要如下：(1)裝機(jī)容量較小。如小水電的裝機(jī)容量為50 MW及以下：目前國際上研制的超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量也僅為6 000 kW而國內(nèi)目前主力機(jī)型是600 kW，750 kW，1 200 kW；目前中國最

4、大的太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)容量剛突破千瓦級(jí)；江蘇興化市中科生物質(zhì)能發(fā)電有限公司裝機(jī)容量5 000 kW已是國內(nèi)最大的生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目：最大的地?zé)犭娬疚鞑匮虬司責(zé)犭娬狙b機(jī)容量約為25 MW：1980年5月建成的浙江省溫嶺縣江廈潮汐試驗(yàn)電站裝機(jī)容量為3 200 kW。已成為中國最大的潮汐電站。(2)發(fā)電穩(wěn)定性較差。如小水電的發(fā)電能力隨雨量變化而變化，各地還各有其特點(diǎn)，不但豐水年、枯水年不同，全年也有季節(jié)性變化，即便一日之間，其可用的來水量，也有很大的不確定性由于庫容不大，下級(jí)徑流電站幾乎無調(diào)節(jié)性：風(fēng)能發(fā)電的穩(wěn)定性較小水電更差，需要電網(wǎng)來支持；太陽能只能白天發(fā)電，照射量的強(qiáng)度和角度一日間也有變化，

5、云層移動(dòng)和厚薄的變化等，都會(huì)影響其發(fā)電功率，不滿足工業(yè)用電的穩(wěn)定需求。(3)調(diào)頻調(diào)壓能力有限。常規(guī)能源發(fā)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)壓有著重要的作用，而目前可再生能源機(jī)組由于容量較小。很多小電站無人值守，所以無法參與系統(tǒng)調(diào)整，即便參與調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)能力也極為有限。至于風(fēng)電機(jī)組，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)超過一定范圍時(shí)會(huì)自動(dòng)停機(jī)，如果運(yùn)行條件進(jìn)一步惡化。還可能造成電網(wǎng)穩(wěn)定雪崩效應(yīng)。3、我國可再生能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的研究意義：國家發(fā)改委公布的可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃提出，到2020年，全國水電裝機(jī)容量將達(dá)到3億kW(其中小水電7 500萬kW)，生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)3 000萬kW。風(fēng)電裝機(jī)3 000萬kW，太陽能發(fā)電裝機(jī)1

6、80萬kW。 可以看出，隨著可再生能源發(fā)電容量在電力系統(tǒng)中所占比例的增加，其對(duì)電力系統(tǒng)的影響就會(huì)越來越顯著。所以，隨機(jī)性、間歇性可再生能源發(fā)電如何友好的并網(wǎng)以及如何解決可再生能源發(fā)電并網(wǎng)后給電力系統(tǒng)帶來的種種問題，成為越來越迫切需要解決的問題。二、我國間歇性可再生能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行面臨的技術(shù)問題：1、風(fēng)電建設(shè)與電網(wǎng)發(fā)展不配套。風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃側(cè)重于資源發(fā)展規(guī)劃，與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃不協(xié)調(diào)，在一些地區(qū)的風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃中缺乏具體的風(fēng)電送出和電力消納的方案。大規(guī)模風(fēng)電基地建設(shè)應(yīng)從國家層面統(tǒng)籌考慮輸電線路、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及落點(diǎn)等問題。由于風(fēng)電基地輸電規(guī)劃不落實(shí)、跨省、跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)滯后，以及風(fēng)電場和送出工程建設(shè)周期不匹配等

7、原因，部分風(fēng)電項(xiàng)目出現(xiàn)送出受阻情況。2、風(fēng)電與常規(guī)電源之間缺乏協(xié)調(diào)。風(fēng)電規(guī)劃與常規(guī)電源規(guī)劃之間缺乏協(xié)調(diào)，部分地區(qū)風(fēng)電與常規(guī)電源之間存在電力與電量競爭的現(xiàn)象，風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)顯著降低了常規(guī)電源的年運(yùn)行小時(shí)數(shù)。另外，調(diào)峰電源制約了系統(tǒng)接納風(fēng)電的規(guī)模，致使部分地區(qū)在負(fù)荷低谷時(shí)限制風(fēng)電出力。3、風(fēng)能資源分布與電力需求不協(xié)調(diào)，需強(qiáng)大的電網(wǎng)資源配置能力。風(fēng)能資源與電力需求大體上呈逆向分布。陸上風(fēng)能主要分布在西北、華北、東北地區(qū)，電力負(fù)荷中心集中在東部、中部地區(qū)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與風(fēng)能資源分布的不平衡，決定了我國風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)，必須經(jīng)過電網(wǎng)在全國范圍內(nèi)優(yōu)化配置。4、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行問題。（1）電網(wǎng)調(diào)峰能力不足風(fēng)

8、電出力具有隨機(jī)性、間歇性，大規(guī)模風(fēng)電接入導(dǎo)致電網(wǎng)等效負(fù)荷峰谷差變大，即反調(diào)節(jié)特性明顯，增加了系統(tǒng)調(diào)峰難度。我國風(fēng)電發(fā)展較為集中的三北地區(qū)電源結(jié)構(gòu)都是以火電為主，基本沒有燃油、燃?xì)鈾C(jī)組，調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)。東北、華北火電占80%以上，且供熱機(jī)組較多，西北地區(qū)水電較多，但主要集中在沒有風(fēng)電的青海，且受防凌、防汛等多種因素的限制，調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)。我國快速調(diào)節(jié)電源只占17%。相比之下，美國2007年快速調(diào)節(jié)電源約占50%，德國快速調(diào)節(jié)電源約占25%。（2）電壓控制難度加大 風(fēng)電出力變化范圍大，且具有隨機(jī)性，在風(fēng)電場不能參與電壓控制的情況下，顯著增加了電網(wǎng)電壓控制的難度。（3）調(diào)頻難度加大 風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功

9、率主要隨風(fēng)能變化而調(diào)整，隨機(jī)性強(qiáng)，可預(yù)測(cè)性差，而我國現(xiàn)有運(yùn)行風(fēng)電機(jī)組均不參與系統(tǒng)頻率調(diào)整，所以，電網(wǎng)頻率調(diào)整必須由傳統(tǒng)電廠分擔(dān)。在大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)的情況下，隨著風(fēng)電裝機(jī)容量在電網(wǎng)中比重增加，參與電網(wǎng)調(diào)頻電源容量的比例顯著下降，需同步配套相應(yīng)容量的調(diào)頻電源。（4）未經(jīng)檢測(cè)認(rèn)證的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行使電力系統(tǒng)遭受沖擊 河南三門峽地區(qū)曾發(fā)生過電網(wǎng)三相電壓不平衡度未超過國標(biāo)規(guī)定值時(shí)，由于風(fēng)電機(jī)組三相電壓不平衡耐受度不滿足要求，電氣化列車通過時(shí)，2.5萬千瓦風(fēng)電機(jī)組退出運(yùn)行的情況。5、風(fēng)電機(jī)組性能問題。 風(fēng)電機(jī)組缺少支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的控制性能。例如，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有低電壓穿越能力，以防止在系統(tǒng)出現(xiàn)擾

10、動(dòng)或故障情況下脫網(wǎng)停機(jī)，對(duì)電網(wǎng)造成更大沖擊。由于風(fēng)電機(jī)組不具備低電壓穿越能力導(dǎo)致的大范圍風(fēng)電切機(jī)情況在東北吉林電網(wǎng)及西北電網(wǎng)的甘肅玉門風(fēng)電場等都發(fā)生過。6、并網(wǎng)過程對(duì)電網(wǎng)的沖擊問題。部分可再生能源發(fā)電機(jī)組由于容量小，常常采用異步發(fā)電機(jī)。由于沒有獨(dú)立的勵(lì)磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)本身沒有電壓。因此并網(wǎng)時(shí)必然伴隨一個(gè)過渡過程，會(huì)出現(xiàn)56倍額定電流的沖擊電流。對(duì)小容量的電網(wǎng)而言，大量異步電機(jī)同時(shí)并網(wǎng)瞬間將會(huì)造成電網(wǎng)電壓的大幅度下跌，從而影響接在同一電網(wǎng)上的其它電器設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。目前可以通過裝設(shè)軟起動(dòng)裝置和風(fēng)機(jī)非同期并網(wǎng)來削弱沖擊電流，但可能給電網(wǎng)帶來一定的諧波污染。7、

11、對(duì)電能質(zhì)量的影響問題。隨機(jī)性較強(qiáng)的可再生能源發(fā)電機(jī)組對(duì)電能質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)為頻率波動(dòng)、電壓波動(dòng)、電壓閃變、電壓跌落及諧波等。當(dāng)并網(wǎng)的可再生能源發(fā)電機(jī)組啟?；蜉敵龉β什▌?dòng)時(shí)，將導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動(dòng)、電壓波動(dòng)，引起電壓閃變和跌落等問題。諧波問題主要出現(xiàn)在風(fēng)電上，主要有兩種方式：一種是風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身配備的電力電子裝置，另一種是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并聯(lián)補(bǔ)償電容器可能和線路電抗發(fā)生諧振。8、對(duì)發(fā)電計(jì)劃與調(diào)度的影響問題。傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃基于電源的可靠性以及負(fù)荷的可預(yù)測(cè)性，但部分可再生能源電站出力的不可控性和隨機(jī)性使得對(duì)其既不能進(jìn)行可靠的負(fù)荷預(yù)測(cè)，也不可能制定和實(shí)施正確的發(fā)電計(jì)劃。隨著這類隨機(jī)電源容量比例的增加，必將給

12、電網(wǎng)調(diào)度帶來不少壓力。9、對(duì)保護(hù)裝置的影響問題。異步發(fā)電機(jī)在發(fā)生近距離三相短路故障時(shí)不能提供持續(xù)的故障電流，在不對(duì)稱故障時(shí)提供的短路電流也非常有限。相關(guān)保護(hù)應(yīng)根據(jù)有限的故障電流來檢測(cè)故障的發(fā)生，使保護(hù)裝置準(zhǔn)確而快速的動(dòng)作；另一方面，盡管其提供的故障電流非常有限，但也有可能會(huì)影響現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置的正確運(yùn)行。此外，對(duì)于風(fēng)電來說，為了減少風(fēng)電機(jī)組的頻繁投切對(duì)接觸器的損害，有風(fēng)期間風(fēng)電機(jī)組都保持與電網(wǎng)相連，當(dāng)風(fēng)速在起動(dòng)值附近變化時(shí)，允許風(fēng)電機(jī)組短時(shí)以電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。因此，風(fēng)電場與電網(wǎng)之間聯(lián)絡(luò)線的功率流向有時(shí)是雙向的，風(fēng)電場繼電保護(hù)裝置的配置和整定應(yīng)充分考慮到這種運(yùn)行方式。三、可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行的對(duì)策：

13、促進(jìn)電網(wǎng)和可再生能源協(xié)調(diào)發(fā)展，加強(qiáng)調(diào)度運(yùn)行管理。服務(wù)可再生能源發(fā)展是電網(wǎng)企業(yè)適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)變化和新能源格局要求的必然選擇。根據(jù)這一原則和目標(biāo)，從管理與技術(shù)層面提出如下對(duì)策：1、樹立法制觀念，依法調(diào)度。學(xué)會(huì)運(yùn)用法律和經(jīng)濟(jì)手段做好電網(wǎng)調(diào)度管理工作。采取切實(shí)可行的措施來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度。要研究電力市場規(guī)律，遵守市場規(guī)則。應(yīng)積極爭取相關(guān)政府部門支持。攜手制定可再生能源電站的相關(guān)調(diào)度管理辦法。實(shí)行調(diào)度管理有法可循、有據(jù)可依。2、科學(xué)合理研究規(guī)劃可再生能源接入容量。決定一個(gè)電網(wǎng)可再生能源裝機(jī)容量的主要技術(shù)因素包括該電網(wǎng)的負(fù)荷水平、電源結(jié)構(gòu)和備用容量、電能質(zhì)量控制指標(biāo)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性約束等。綜合以上各種因素后

14、，才能更合理地確定可再生能源的裝機(jī)容量。電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)要積極參與電網(wǎng)及新能源的建設(shè)規(guī)劃，做到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、優(yōu)化，可再生能源與電網(wǎng)協(xié)調(diào)配合，大電源與小電源協(xié)調(diào)發(fā)展，為電網(wǎng)運(yùn)行提供一個(gè)好的物質(zhì)基礎(chǔ)。3、加快電網(wǎng)建設(shè)，促進(jìn)協(xié)調(diào)可再生能源發(fā)展。只有建設(shè)一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)，才能為可再生能源開發(fā)利用提供接入、調(diào)峰、消納等多方面的支持。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)在積極爭取國家可再生能源發(fā)電配套支持政策的基礎(chǔ)上，加快電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)和技術(shù)改造。其重點(diǎn)應(yīng)放在提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平、提高電網(wǎng)輸送能力、提高設(shè)備健康水平、降低供電能耗等方面。具體可體現(xiàn)在積極靈活應(yīng)用交流輸電(FACTS)技術(shù)，特別是可控串補(bǔ)(TCSC)和靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC

15、)；積極穩(wěn)妥實(shí)施電網(wǎng)分層分區(qū)；積極推廣技術(shù)先進(jìn)、成熟的緊湊型輸電技術(shù)和同桿多回輸電技術(shù)；積極采取輸電線路實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)增容技術(shù)等。4、積極研究吸納新技術(shù)，提高可再生能源并網(wǎng)性能。部分可再生能源發(fā)電的不確定性給電網(wǎng)控制帶來挑戰(zhàn)，必須研究吸納新技術(shù)。從全局考慮，一方面要適應(yīng)其不確定性，提高其供電可靠性；另一方面，必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)組的監(jiān)控和保護(hù)。由于電力電子器件性價(jià)比的不斷提高，使得變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等新型可再生能源發(fā)電機(jī)組趨向普遍。這類機(jī)組具有提高風(fēng)能利用率、可通過勵(lì)磁調(diào)整發(fā)電功率、取消補(bǔ)償電容、可向電網(wǎng)輸送無功、并網(wǎng)沖擊不大等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)電功率的可控性和向電網(wǎng)輸送無功等并網(wǎng)性能的提高有利于電網(wǎng)穩(wěn)定和擴(kuò)

16、大風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的允許容量。5、提高風(fēng)電、太陽能等出力預(yù)測(cè)精度。風(fēng)力、太陽能發(fā)電的最大特點(diǎn)是間歇性和不可控性。發(fā)展適合電網(wǎng)中短期風(fēng)力、太陽能發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，提高風(fēng)電負(fù)荷預(yù)測(cè)精度，有助于科學(xué)管理、優(yōu)化電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，有助于調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓。實(shí)踐表明，風(fēng)電運(yùn)行是有規(guī)律可循的細(xì)化研究還需進(jìn)一步開展。6、加強(qiáng)調(diào)度管理，逐步規(guī)范可再生能源發(fā)電運(yùn)行要求。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等一次設(shè)備以及為保障其安全優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所需要的二次設(shè)備組成的統(tǒng)一整體。電力生產(chǎn)的規(guī)律和特點(diǎn)要求電力系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理。對(duì)并網(wǎng)可再生能源發(fā)電調(diào)度管理的建議如下：把好并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議簽訂關(guān)，理順各類并

17、網(wǎng)可再生能源電站的調(diào)度關(guān)系；明確省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)的管轄范圍，保證電網(wǎng)安全生產(chǎn)秩序；完善、提高可再生能源電站實(shí)時(shí)信息采集的技術(shù)手段；對(duì)小水電應(yīng)逐步建設(shè)和完善地調(diào)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)，加強(qiáng)其出力管理；科學(xué)安排，充分利用，提高可再生能源電站的優(yōu)化調(diào)度效率；對(duì)小水電群實(shí)行聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度。結(jié)語：清潔、環(huán)保的可再生能源的開發(fā)利用已經(jīng)成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)，可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行也已成為電力行業(yè)發(fā)展必須解決的問題。 中華人民共和國可再生能源法更為可再生能源發(fā)電優(yōu)先調(diào)度提供了法律依據(jù)和強(qiáng)制要求。電網(wǎng)企業(yè)要根據(jù)國家政策進(jìn)行前瞻性的研究和建設(shè)。根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)加強(qiáng)調(diào)度運(yùn)行管理，在確保電網(wǎng)安全的前提下促進(jìn)可再生能源的協(xié)調(diào)發(fā)展。以適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)和新能源格局要求的變化。參考文獻(xiàn)：【l】 周篁關(guān)于我國可再生能源發(fā)電的問題分析及對(duì)策研究【J】電網(wǎng)技術(shù)，200l，25(7)：l一3【2】 張國寶面向2l世紀(jì)的世界能源【C】第18屆世界能源大會(huì)，阿根廷，布宜諾斯艾利斯，200l：10，2l一25【3】 翟秀靜，劉奎r，韓慶新能源技術(shù)【M】北京：化學(xué)工業(yè)出版社2005【4】 張?jiān)葱履茉窗l(fā)電的技術(shù)