新能源电厂对地区电网的影响和控制策略

新能源电厂对地区电网的影响和控制策略 黄佳俊 王星宇 内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司 内蒙古自治区通辽市霍林郭勒市 029200

摘要：目前我们国家主要是利用太阳能和风能来发电，其中在可再生能源行业中发展最快的是风力发电，整个社会在风力发电上的研究经费也是花的很多，技术相对来说也是很成熟的，所以风能发电具有很大的发展空间，被列为规模化开发的首位。基于此，本文从地区电网的概念着手，首先阐述了新能源发展现状和趋势，随后简要分析了新能源电厂对地区电网造成的主要影响，最后笔者根据当前阶段的技术水平和影响因素分析，探讨了新能源电厂接入后优化地区电网运行的控制策略。以此来供相关人士交流参考。

关键词：新能源电厂；地区电网；影响；控制

一、新能源发展现状和趋势

(一)风电的发展现状和趋势

在我国，新疆戈壁、河西走廊、内蒙古草原、河北北部、吉林、黑龙江、山东半岛苏湖沿海、浙江、张北、浙江、福建、广东，这12个地区的风力资源丰富，可以利用的风能资源大概有3亿千瓦，近岸的海域可利用的大概有7亿千瓦左右。风机控制和驱动技术不断的得到升级，其中包括了定桨距失速调节、变速变桨距调节，调节形式包括：双馈式、直驱式、混合式驱动[1]。

（二）光伏发电发展现状和趋势

我们国家的光能比较强烈的地区在我们国家的西北和西部、西南部地区，这些地方的日照都很强烈，可以很好的利用光能进行发电，可以大规模的开发太阳能。并且，在东部沿海地区，经济比较发达，高楼大厦也比较多的地区，开展了和建筑物一体化的楼顶太阳能利用，并且建设成功了光伏发电的设施。

二、新能源电厂对地区电网造成的主要影响

（一）新能源电厂会影响地区电网供电可靠性

地区电网在接入新能源电厂的风电场能源后，风力发电机组产生的电能是随着风能的改变一直处于动态变化过程中的[2]。当前阶段，风力发电机有多种形式，主要分为同步发电机以及异步发电机两种主要形式。风力发电机的无功特性比较复杂，在新能源电厂对地区电网发挥控制作用时，对于地区电网的供电可靠性具有非常大的影响。如果将新能源电厂视为独立电源，将其接入地区电网后，地区电网的传统配网功率流向会产生明显变化，单向流动的电流将会迅速转化为双向，在此基础上，供电系统传统配网功率会出现潮流分布，并且潮流流向也会产生变化。当新能源电厂的新能源应用率持续提高时，地区电网的变电站负荷就会与新能源电厂进行负荷转带，从而导致变电站电压增高。在这种情况下，地区电网的系统电压水平会得到一定程度的提高，但是当新能源电厂的功率输出量较大时，地区电网供电系统的节点电压会过大，地区电网的供电稳定性就会大大降低。

（二）新能源电厂会影响地区电网的电能质量

当前阶段，新能源电厂并入地区电网并对地区电网产生影响和发挥控制作用时，采用软并网方式进行接并的风力发电机组在地区电网中会产生非常大的冲击电流。在机组运行的过程中，切出风力速度有一个限定值，如果风速过大就会严重影响风力发电机组的运行状态，导致风机故障而停止运行。如果新能源电厂的风机全部产生动作，对于地区电网的冲击影响是非常大的。新能源电厂并入地区电网并对其产生影响时，如果电厂波动的数值在限定参数范围内，会导致地区电网供电系统出现闪变，从而严重影响地区电网的电能质量。

（三）新能源电厂会影响地区电网的调度运行和网供负荷计算

当地区电网开展供电运行工作时，传统的发电过程是以负荷可预测性、可靠性为基础的。在这种情况下，发电计划能够有一定的保障。但是新能源电厂接入地区电网后，电厂出力的随机性较大，发电计划会受到影响。如果在地区电网中接入风力发电机，调度计划中就需要加入风电场发电情况的考量。由于风能的随机性，地区电网的调度压力会大大提高。同时，根据风电场的定容量，在地区电网的配电系统中需要配备同等备用容量。由于电网负荷预测难以进行，地区电网的供电机组的运行状况就会受到影响。

除此之外，当新能源电厂并入地区电网后，地区电网在运行状态下，如果新能源电厂对于电网接入的重要设备不够重视，不能够定期对相关接入设备进行检修和维护，设备的运行质量就难以控制，长此以往就会对整个电力系统产生严重影响。因此，在研究和探讨新能源电厂对于地区电网的影响和控制策略的过程中，相关工作人员的专业能力至关重要。当前阶段，新能源电厂工作人员的专业素质还比较欠缺，部分工作人员缺乏新能源电厂接入地区电网相关设备的设计和安装知识，在工作过程中，对于地区电网中存在的部分问题可能会忽视。另一方面，部分新能源电厂工作人员的安全责任意识不足，对于电网系统工作没有高度的重视，从而影响地区电网的供电质量和安全。

三、新能源电厂接入后优化地区电网运行的控制策略

（一）优化离散无功装置

新能源电厂并入地区电网后，地区电网的变压器、电容器的分接头在响应速度上大大降低，但是在供电过程中，电力负荷是处于实时变动的状态下的，这就导致地区电网的运行需求得不到满足，并且新能源的接入会导致地区电网的电压产生非常大的波动。对地区电网的相关供电设备进行调度时，如果加入离散无功装置，供电设备就会受到影响增加动作次数，大大超出设备本身规定的动作次数要求[3]。因此，地区电网接并新能源电厂之后，电力系统的调节工作过程中，对于地区电网的无功优化应当从硬件装置着手，即科学设置相关装置进行离散无功补偿。有效的离散无功补偿装置可以使得动作次数得到相对更加精确的控制，从而提高整体电力系统的工作效能。除此之外，在实际的地区电网电力系统优化工作中，安装离散无功补偿装置也应当以接并的新能源电厂的负荷预测以及变压器、电容器的实际档位为基础，从而有效实现全天优化。

（二）优化连续无功源

新能源电厂接并到地区电网之后，电厂的出力以及负荷的预测工作难以进行，在新能源电厂接入地区电网后及时提前制定好动作也不能满足地区电网实时运行的需求，在第一层优化的基础上，还应当对连续无功源进行进一步的优化。在离散无功装置的优化基础上，采用连续无功设备，可以实现实时无功调节，从而有效控制地区电网供电系统在负荷变化时快速响应，大大提高供电效能。

（三）规范工作流程，提升设备检修质量

要优化新能源电厂接入地区电网后电力系统的供电效能，促进地区电网供电系统安全性能的提升，新能源电厂相关工作人员的日常工作管理至关重要。因此，在地区电网接并新能源电厂后，新能源电厂的相关管理人员要加强专业人员管理，设置科学合理的管理制度来供员工学习和遵守。同时，对于新能源电厂相关工作人员的管理，管理人员还应当加强落实和规范巡查工作。除此之外，新能源电厂接并到地区电网之后，相关设备的维护和管理不容忽视。相关工作人员应当在日常工作过程中，加强对于供电设备及其元器件的定期检查和维护，促进相关供电设备检修质量的进一步提升。同时，新能源电厂相关管理人员要加强对于工作人员的安全责任意识建设，始终坚持贯彻安全教育和责任引导，让电厂相关工作人员在掌握专业知识和技能的基础上，能够在工作过程中提高责任意识、安全意识，保持积极的工作态度，从而为地区电网的供电工作保驾护航。

四、结束语

综上所述，现阶段在我国电力系统的发展过程中，地区电网与新能源电产的接并相关技术一直在向更加智能化的方向进步，并且在现有的科技水平基础上已经取得了不错的成果。日益提高的国民用电需求对于地区电网的发展指明了新的研究方向。只有保证地区电网工作的质量效能，加强新能源电厂对于电网影响和控制策略的探索和研究，才能够更好地保障电力系统的高效运行。因此，加强新能源电厂对地区电网的影响和控制策略的研究和探讨，才能有效保障地区电网的稳定性。

参考文献：

[1]马军,庞辉,聂海涛,et al. Research on Secure Power Dispatching Data Acquisition in New Energy Power Plant Based on\r Application of Beidou Technology.基于北斗电力应用的新能源电厂调度数据安全采集研究[J].供用电,2019,036(006):29-33.

[2]李东波,李凤婷,宋学强,et al.促进新能源消纳的自备电厂参与替代交易风险管理研究[J].电力系统保护与控制,2019(11):30-36.

[3]赵成功,杜川.新能源多端直流互联电网的功率协调运行控制[J].可再生能源,2019(12):1809-1815.