促进电网新能源消纳水平提高的手段及方法研究白鹭

促进电网新能源消纳水平提高的手段及方法研究白鹭

白鹭

（国网宁夏电力公司调度控制中心宁夏750001）

摘要：传统的电网规划已经不能适应当代社会的用电需求，并且其效益较低，阻碍了当前电网规划的进步，因此需要采取措施对电网进行规划，从而提高电网新能源的消纳水平。本文对电网新能源消纳进行了分析，并提出了提高电网新能源消纳水平的措施，以期为电气企业的新能源消纳的研究提供参考。

关键词：新能源消纳；电网规划；方法

引言

新能源具有清洁度高、储备巨大的特点，不仅受到了电力企业的欢迎，同时也赢得了社会民众的青睐。但是，新能源在使用过程中也存在很大的缺陷，即实际接收能源与能源转换之间存在偏差，这不仅造成了成本的浪费，还降低了整个能量转换过程中的安全性和可靠性。因此，电力企业应用新能源应该加强对新能源消纳的研究，保证资源得到合理的利用。

1电网新能源消纳简介

由于发电厂（无论是水电、火电、核电、风电电源）发电后都会通过电网进行传输，电能无法方便地进行储存，如果不用掉就会造成浪费，所以就要将富余的电能经调度送到有电能需求的负荷点，这个过程就是消纳。电源、电网、负荷是影响新能源消纳的主要因素，因此要提升电网新能源的消纳水平需要从这三方面入手。

2提高电网新能源消纳水平的措施

2.1对电网进行规划

2.1.1规划思路

基于新能源消纳的电网规划思路主要包括：（1）系统能够保证新能源消纳比例的合理性。一般新能源在实际应用时涉及到的投资成本较高，因此必须要保证新能源在规定时间内发电量达到要求，这样才不会造成损失。也就是要寻找应用新能源平衡的盈亏点，这样运行新能源则具备较高利润空间；（2）避免新能源在实际消纳环节出现负荷大量增加，或者常规机组受限以及线路过载等不良状态。无论是线路过载或者是频繁调节，均会促使消纳成本大大提升，因此新能源消纳需要处于系统安全边界范围之内；（3）如果系统无法满足上述两项内容，则需要对新能源消纳关键影响因素进行重新辨识。

2.1.2规划框架

基于新能源消纳的电网实际规划框架包括以下几方面：（1）构建多样性网架结构。随着新能源的广泛应用，电网规划环节中对于新能源消纳提出了更高的要求，因此有必要针对电网规划制定合理的规划方案，从而推动后续工作的顺利有效的开展。因为电网规划具备较高复杂性模型，需要依据具体新能源和电网需求，以及输电容量形成电网具体规划目标，在此基础上制定多样性网构备选方案，由此规避后续电网故障；（2）制定备选方案后需要工作人员严格按照方案开展工作，对于消纳相应新能源方面实施有效评估，并依据相应评估结果调整输电线路。

2.1.3电网规划的作用

基于新能源消纳的电网规划的最终目标是实现各种新能源被电网良好消纳，促使新能源发挥节能减排的效益，以及相应的低碳效益。针对电网规划合理有效的进行新能源消纳，一是，系统的灵活性能够有效包容新能源剧烈波动，进而减少新能源的限电情况；二是，新能源被系统合理消纳过程不会产生较高的成本，简单来讲就是电力系统对新能源进行实际消纳不会产生的较大的运行投资费用。新能源消纳并非是完全、盲目地将所有新能源包含在消纳范围之内，消纳过程需要寻找到较为适合于系统消纳相关的新能源，或者说是对需要消纳相关新能源均衡其多方面因素。电网规划中网架结构的不同直接影响着新能源的消纳，并且网架结构还会影响电源的灵活运行。

2.2电力系统调度

2.2.1风电系统调度

在风电系统中，消纳的范围往往是因需而变的，对于某一特定阶段来说，风力转换成电力的最大值一般都具有固定性特点。也就是说这一阶段的消纳上限只适用于本阶段，不用对其进行阶段延用，否则数据就会出错，进而影响整个转化效率。因而，该系统进行阶段化负荷检测十分必要。对于系统负荷检测，必须要清楚系统的状态、能量接收、消纳等的数据，在保证数据不变的前提下，对负荷容量进行计算，并设计出最能节省成本的方案。计算公式如下：

表示时段t内电机组ｇ的发电成本。

该式的设定是以各数据趋于完美情况为基础的，因而，这种公式所得出的最终成本数据无限接近于零。这显然与现今的经济投资现状不符。因而，在实际的过程计算中，还要考虑机组问题，确定机组出力情况，并根据该项数值进行范围界定，尽量保证该范围处于可控情况之内。除此之外，还应该预测风电转换的能量以及时间，确定其消纳的大概范围，并和最终的实际消纳进行对比，保证二者之间的差距不会太大，从而有效控制成本。最后，风电系统的工作还应该具有安全性，控制人员在进行实际操作时必须要控制好风电转化的容量以及效率，保证二者之间始终处于平衡状态。同时，相关人员还要对能源的接收和转换过程进行实施监督，保证传输的稳定性。

2.2.2太阳能蓄热机组调度

鉴于太阳能的时空限制，使其存在的时间有限，因而想要将其转换成电力，就必须先对其进行能量储存。在该模式中，需要考虑以下两个方面：（1）蓄热机组当前的运转能力；（2）不断上升的效率。二者之间的关系并不是相互孤立的，而是呈现一种比例趋势。因此，为节省系统调度的经济成本，需要对其关系进行深入分析。蓄热机组是一种存储机器运转热量的模式，想要改善机组运转的温度，只需要调节机组中的冷却装置，保证机组运转的安全性和可靠性，进而达到成本控制的目的。通常消纳能力的上限往往与机组现今运转能量之间相互影响，且影响力度大多呈现出一种直线上升或者下降趋势。假设这种趋势的最大、最小值分别为△g+（Pg）和△g-（Pg）。这种趋势如果与机组其他数据形成联系，例如：爬坡率、耗煤量等。该机组成本计算的函数公式如下：

在该式中只要清楚其中各项数据值，就可以得出该系统所需的经济成本，并分析出成本损耗的最大环节。当明白问题的产生点之后，就可以对其进行数据推测，明确可以减少成本的地方，使得公式的最终结果为最小值，以此保证能源消纳的有效性。

结束语

综上所述，要提高电网新能源的消纳水平，需要从电网规划以及电力调度等方面进行分析和探究，对电网进行合理的规划，从而进一步提升新能源的消纳效率。要提升新能源的利用率，在电网规划中需要对新能源集中区域的输电能力进行强化处理，提供其它区域新能源消纳处理相关的输电通道，以此帮助全面确保电网规划的经济性及其平衡可靠性。在电力系统调度过程中，需要对新能源的消耗成本进行分析，从而最大程度的提高电网新能源消纳水平。

参考文献：

[1]陈家利.提高新能源消纳能力的电力系统调度研究[J].通讯世界，2017（23）：223-224.

[2]邹徐欢.提高新能源消纳能力的电力系统调度研究[D].华北电力大学（北京），2016.

[3]桑学勇记者张桂英.我省提高新能源并网消纳能力[N].黑龙江日报，2016-01-04（001）.

[4]钟海旺，夏清，丁茂生，等.以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式[J].电力系统自动化，2015（3）：36-42.