大规模清洁能源接入下电网调峰问题研究

大规模清洁能源接入下电网调峰问题研究

1 赵文超 张森鹏 2 朱正印 2 邓玉祺 2 王小丽 3

1 国网新疆电力有限公司 新疆乌鲁木齐 830000

2国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 新疆乌鲁木齐 830000

3新疆送变电有限公司 新疆维乌鲁木齐 830000

摘要：伴随着社会的发展，传统的化石能源对环境会产生严重的危害，不符合当今的能源使用需求。在各国的能源发展改革都更加注重清洁能源的使用。由于我国是世界上能源缺口最大的国家，导致一直对清洁能源的发展重视。大规模清洁能源接入电网调峰问题研究能够有效地帮助企业减少成本浪费，实现能源供给最优化。本文研究我国清洁能源发展的现状，并对当今风电调度或水电调度以及太阳能调度的加以研究，旨在帮助企业重视电网调峰，为企业节约成本，实现资源利用最大化。

关键词：清洁能源；电网调峰；电网接入

引言：伴随着社会的发展，在当今我国能源格局中，清洁能源扮演着至关重要的作用。目前清洁能源发展逐渐成熟，能够适应于我国能源分布不均衡的问题我国的能源困境，有效的缓解我国能源调度问题。风能、水能以及太阳能是应用最广的三大清洁能源。在我国的清洁能源中占据的主要部分。尤其是我国的水资源是十分丰富。因为我国境内有着长江和黄河等各大河流，对于水资源的利用也较为充分。并且我国对风能的重视一直在不断的加深，利用广阔的地理环境，我国目前已经是全球最大的风电生产国。我国也在政策上给予太阳能发电重视。因此研究大规模清洁能源的电网调峰至关重要。

一、我国清洁能源发展现状

自工业革命以来，世界能源中化石能源得到了大范围的应用。但与此同时，也带来了许多问题。例如产生了环境污染严重，气候变化突出。如何能够实现环保是当今能源建设中的重要问题。因为我国河流众多，有着非常好的水能。由于我国的水电资源分布不均衡。但是我国的东南沿海以及长三角地区，对于电力的需求更大。由于电力生产能力较小，导致无法形成有效的供给。电力生产方和电力供给方出现了区域矛盾。目前的风电发展逐渐的成熟。我国东部地区各省市为了促进能源转型，完成预期的消费目标，将会进一步的扩大清洁能源的使用规模。因此这就给清洁能源大规模接入电网调峰带来了难度。

二、水电调度

(一)水电厂的方向发展及必要性

为了进一步的使水电机组的调峰能力增强及对机组系统负载，调峰能力与多种因素相关，如何将各种因素用科学的方法描述是所需要面临的难题。在发展的过程中需要评估机组调峰能力，用更加全面的方法，探究影响调峰能力的影响因素。为了增强水电厂的调控能力。尤其是我国中小型水电厂的调峰和事故备用，有着重要的作用，因此更应该加强管理工作。但是由于水库水量的限制，使得顶峰工作时间较为短暂，不能够满足实际的使用需求，可能会出现水库水位下降，造成机组处理受阻等问题，使得调控的能力有所降低。而电网在低谷的时候，又会有很多的电能无法充分的发挥。可以在电场增进相应的储能设施，利用低谷时的多余电力，将下库水抽到上库储存，形成电网储填谷。尤其是在电网高峰的时候，可以将部分储存在上库的水利用常规机组分发到下流的水库，形成完整的抽水蓄能过程。每天所需要的抽水量和发电之间呈正比例的联系，不断的保持储存水位的程度。

(二)水电厂的调峰能力

一般调峰调频的任务主要会由水电厂承担。与火电厂相比，水电厂在发电的过程中，只需要短短几分钟之内就可以快速的进行发电，不需要汽轮机。水电厂在每一个发展阶段，都要有具体的设计安排。尤其是在技术经济合理的情况之下，优先发挥水电的调控作用。相比于核电，水电机组开停机更加迅速灵活，在发电的过程中具有良好的优越性。水电受上游的因素，使得能量受限。在丰水期，避免弃水损失但是在枯水期因为水量有限，有水电投放电网负荷高峰阶段。在丰水期，水电厂基本处于负荷的状态。因此需要研究更为合理的经济手段。如果水电厂离负荷中心较远，长距离的运输会产生大规模的功率，使得损耗更大，必须要保持水轮机组中有充足的压水以及调向运转所存在的功耗。

三、风电调度

（一）风电厂的方向发展及必要性

风电场出力在日内会出现最大出力降至0或由0升至最大出力的情况。伴随着风电规模提升，电网的调峰能力可能会成为风电的约束条件。在实际的调度过程中，需要通过其他地区的资源参与到风电调整过程中，并且在过程中减少弃风的电量。传统的发电计划编排是基于电源的可控性和负荷。因此具有非常强的可预测性，给分发电计划编排带来了严重的挑战。目前风电场总装机的规模是较小的，因此在系统中可以通过调节容量的方法应对风电场中的各项变化，与此同时随着数目的增多，必须对本地区的风电场风功率加以预测和研究，安排出适合火电厂开机方式，让清洁能源能够合理的运用，防止风电厂在开机之后造成低负荷，使得原本的经济成本进一步升高。

（二）弃风政策建议

由于目前我国的风力发电政策，从宏观上讲，想要完好的实现风电的调峰，必然需要有一般性的政策，适用于大规模的调度和需求。当电力系统在接入到大规模的风电之后，需要对条件进行适配，选取适量的抽水储能，进而使原本的调峰能力进一步的增强，满足实际的工作需求。与此同时，可以提高系统运行的整体效益和安全性。在发展的过程中，让系统始终处于平稳的运作状态。抽水储能电源配置应结合实际的需求，进行核电和风电的规划，并且对技术进行综合的比较，充分考虑风电系统的运行概率特征，不能够简单的按照尖峰调峰进行配置。尤其是对于装机比例较大而调风能力较弱的电力系统，需要在发展的过程中适时缓解矛，减少调峰电源配置的需求，使电力在科学合理的规划之下正常运行。首先是在风电全额收购框架之下，需要进行一定的微调，满足电力系统的多样性，并且根据是当地的实际条件。在电力系统调度的时候，通过加大资金投入，配备相应的硬件和软件给予支持。让工作人员在工作的时候没有后顾之忧，能够有良好的设备以及软件技术，满足实际的工作需求，解决工作中的难题。在电力系统中可再生的能源建设规模肯定会不断的加大，因此需要重视技术手段，加大研究可再生能源系统的经济性以及技术性，用更加宏观的角度看待风电调峰，进而促进能源行业繁荣稳定发展。

四、结束语

伴随着世界能源格局的不断转变。我国作为世界人口第一大国，对于能源的需求较大。尤其是电能，但由于我国的空间格局较大等，使得生电区和发电区之间存在着地理矛盾，而不能够有效地进行输电。因此对于清洁能源的发电和调风研究至关重要，能够使我国的环境更加优良，满足当今的美丽中国建设口号，具有良好的环保性。切实的提高广大人民的生活质量。在调峰的时候，需要根据工程的实际需求，不断的调整方案，加大资金投入，研究出更为科学的大规模清洁能源调峰计划。

参考文献：

[1] 司大军. "新型电力系统下新能源与大负荷特性与控制"特约专栏寄语[J]. 云南电力技术, 2021, 49(4):1.

[2] 马艳霞, 谭忠富, 车彬,等. 基于清洁能源接入后配电网运行维护低成本配置方法:, CN112488354A[P]. 2021.

[3] 吴晓锐, 龚文兰, 吴宁,等. 考虑大规模风电接入的电力系统备用容量评估方法[J]. 广西电力, 2021, 44(2):6.