电力系统中新能源并网关键技术问题研究

电力系统中新能源并网关键技术问题研究

翁基琴

江苏秉杨建设工程有限公司 江苏省扬州市 225000

摘要：本研究围绕新能源并网的主要技术挑战进行分析，包括间歇性和不稳定性处理、功率预测准确性提升、并网保护与控制策略以及电能质量保障等。通过深入研究，提出了相应的技术创新路径，并通过实际案例验证了所提出方法的可行性与有效性。

关键词：新能源并网；间歇性；功率预测；并网保护；电能质量

一、引言

新能源发电尤其是风电和太阳能具有清洁环保、可再生等优点，但其输出功率受环境影响大，存在明显的间歇性和不稳定性。这些特性给电网的稳定运行和电力供应的可靠性带来挑战。因此，解决这些关键技术问题对于促进新能源并网具有重要意义。

二、新能源并网的技术挑战

1.间歇性和不稳定性处理

新能源的间歇性和不稳定性问题，主要是指风力及光伏等再生能源的输出功率会随着天气状况和季节变化而波动。这种波动性导致电力供应可能无法持续稳定地满足需求，因此电网运营者需要面对的挑战包括开发高效的能量存储系统来储存过剩能源以及在需求高峰时释放能量，同时还需研发灵活的负荷管理技术以适应不同时间段内供需的变化。这涉及了智能电网技术的发展、用户端的响应策略调整以及可能的政策支持和经济激励机制，确保电力系统的稳定运行和可再生能源的有效利用[1]。

2.功率预测准确性提升

功率预测准确性对于新能源发电领域极为关键。新能源，尤其是风能和太阳能，其发电量受气象条件影响极大，而电力系统的稳定性需要依赖可靠的预测数据来优化调度决策。因此，提升预测准确性不单是技术挑战，也是保障能源供应连续性和经济性的重要一环。通过整合更高精度的气象预报数据和运用智能算法，可以大幅提高新能源发电量的预测精度，从而为电网运营带来显著效益。然而，实现这一目标需克服数据获取难、处理复杂及实时性要求高等难题，确保预测模型能够及时反映实际气象变化与发电量关系。

3.并网保护与控制策略

在新能源并入电网的过程中，由于新能源如风电和太阳能具有间歇性和不稳定性等特点，使得其并网时对电网的影响与传统能源不同。因此，需要开发新的并网保护和控制策略，以确保电网的稳定运行。这些策略要能够及时响应新能源输出的变化，保护电网不受异常情况影响，同时优化能源配置，提高电网接纳新能源的能力。这要求并网系统具备高度的灵活性和智能化水平，以适应不断变化的电力市场和网络环境。

4.电能质量保障

电能质量保障在新能源并网领域极为重要。随着新能源并网点的增加，其分散性质使得电网更易受到电压波动和谐波污染的影响。这些问题不仅会干扰电网的稳定运行，还可能对连接在同一电网上的所有电器设备产生负面影响。因此，保持和提升电能质量成为确保新能源高效、安全并网的关键所在。尽管面临技术挑战，但通过监测与控制手段，可以最小化这些不利影响，从而维护电力系统的可靠性和用户设备的正常运行。

三、解决方案与技术创新

针对上述挑战，本文建议以下技术方案

1.发展能量储存技术

为了适应新能源的波动性并提高电网的稳定性，发展高效的能量储存技术至关重要。电池储能系统（BESS）因其响应快速、部署灵活而受到重视。通过集成先进的锂离子电池或其他类型的电池存储设备，可以有效平衡供需，优化资源配置。此外，抽水蓄能作为一种成熟技术，通过将水从低处抽至高处储存能量，待需要时释放水流发电，具有大规模储能的优势。除了这两种方式，还有其他形式的能量存储，如压缩空气储能、飞轮储能等，均在不断发展中，旨在提升能源系统的灵活性和可靠性。通过这些技术的推广使用，我们能更好地应对新能源的挑战，确保电力供应的稳定，推动能源转型的顺利进行。

2.建立精准的功率预测模型

要建立精确的新能源发电量预测模型，我们可以利用卫星遥感技术获取关于环境条件的实时数据，如天气变化、太阳辐射量和风速等。然后，结合大数据分析技术处理和分析这些海量信息，以识别对新能源发电量影响最大的因素。通过机器学习算法，如神经网络、支持向量机或随机森林等，可以训练出能够根据历史数据和即时环境条件进行有效预测的模型。这样的模型可以实时更新预测结果，为电网调度提供可靠的数据支持，确保新能源发电的稳定性和可靠性。总之，通过综合利用卫星遥感、大数据分析和机器学习，我们可以显著提高新能源发电量的预测精度，促进清洁能源的有效利用。

3.制定专门的并网标准与策略

在推动新能源融入现有电力系统的过程中，关键在于制定专门的并网标准与策略。这涉及到针对新能源特性的并网导则和技术规范的制订，确保其能够与传统能源协同运作，同时维护电网的稳定性和可靠性。具体而言，这些标准和策略应包含对于故障检测的敏感反应机制，以及快速而有效的隔离程序，以预防潜在问题蔓延至更广的电网区域。此外，为了减少由新能源并网引起的任何可能中断对用户的影响，还需要具备系统恢复的详细规划，从而保障在发生干扰后能迅速回归正常运行状态。通过这样的标准化措施不仅能够提升新能源的并网效率，还能为整个电网的安全运行提供坚实的技术保障

[2]。

4.提高电能质量管理系统的智能化水平

提高电能质量管理系统的智能化水平，关键在于采用现代电力电子技术和控制理论来优化系统性能。通过安装高效的有源电力滤波器(APF)和动态电压支持器(DVR)，可以显著减少并网点的谐波污染和改善电压稳定性。这些装置能够实时监测电网状况，自动调整参数以补偿非线性负载和电源干扰，保障电网的清洁和平稳供电。同时，利用智能算法对数据进行分析预测，可以实现对电能质量的实时监控和快速响应，进一步提高了系统的自适应能力和管理效率。通过这些技术手段，不仅确保了电网的稳定运行，也为用户设备提供了良好的电能环境，促进了能源的高效利用。

四、实际案例分析

位于中国的某风光储一体化示范项目，作为新能源领域的一颗璀璨之星，正以其创新的解决方案引领着行业的进步。该项目融合了风能和太阳能发电的优势，同时通过部署大容量电池储能系统，有效地弥补了风光发电的间歇性和不稳定性，为电网稳定运行提供了有力保障。更值得一提的是，这一示范项目采用了先进的预测控制算法，这不仅优化了电力资源的分配，还极大提升了系统的调度效率。此外，智能电表的引入及实时数据监控系统的建立，使得整个电力供应过程更加透明和高效。消费者得以享受到更为快捷和高质量的服务，而电力运营商也因响应速度的提升而获得了更高的用户满意度。该风光储一体化示范项目不仅技术先进，而且实用性强，为中国乃至全球的新能源发展树立了标杆。它的成功实施，展示了清洁能源与智能化管理相结合的巨大潜力，为未来能源的可持续发展描绘了一幅光明的前景[3]。

五、结论

在应对新能源并网技术所面临的挑战时，本研究深入分析并提出了一系列解决方案。通过对实际案例的研究，这些方案已被验证在实际应用中具有良好效果，为新能源顺利接入电网铺平了可靠的技术道路。文章着重指出，随着电力网络架构和运营环境的持续变化，必须不停地推动技术革新以适应这些变革。新能源并网技术的不断优化对建立可持续性能源系统极为关键。这不仅能促进全球能源安全，还有助于环境保护。鉴于此，未来的研究和开发工作应将更多焦点放在新能源并网领域。这不仅需要科研人员的不懈努力，也需政策制定者与行业决策者的广泛支持。通过这样的合作，我们可以保证这项关键技术能持续为全球的绿色和可持续发展做出贡献。随着可再生能源在全球能源结构中占比的增加，确保它们能够高效、稳定地接入电网变得尤为重要。为此，新能源并网技术的进一步研究与发展是实现这一目标的关键途径，值得我们给予充分的关注和资源投入。

参考文献

[1]新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势[J].李舟.科技视界,2022

[2]新能源并网发电系统及其相关技术[J].王万里.河南科技,2023

[3]分析新能源并网发电系统及其相关技术[J].林原;仇向东;付龙明.电子世界,2022