劉黎明
(貴州水利水電職業(yè)技術學院)
新能源,即太陽能、潮汐能以及地熱能等相關的清潔性能源,現(xiàn)階段國家正大力開發(fā)風能與太陽能。分布式接入主要是把諸多分布式電源和配電網(wǎng)銜接起來,配電網(wǎng)接入過程體現(xiàn)分布形式,控制電能傳輸?shù)膿p耗,及時整理電網(wǎng)就近補償功率的變動趨勢,減少由于負荷引出電網(wǎng)膨脹效應。新時期下進行配電網(wǎng)與分布式新能源的接入,可促進國家碳中和目標的落實,推動國家能源結構迅速升級。
(1)優(yōu)質(zhì)
其一,節(jié)約電網(wǎng)投資量。新時期下進行分布式新能源接入,大多情況應發(fā)揮自然能源的作用,實現(xiàn)就地取材,節(jié)約一定的配電網(wǎng)構建成本,避免傳輸階段出現(xiàn)電能消耗問題。利用分布式新能源的接入,有效促進某區(qū)域中低碳經(jīng)濟的建設以及循環(huán)經(jīng)濟的建設,帶動配電網(wǎng)結構的優(yōu)化與整合;其二,提高能源利用率。以往的電力事故中,某范圍內(nèi)產(chǎn)生的停電事故比較常見,電網(wǎng)有大面積停電,通過分布式新能源接入能夠促進發(fā)電系統(tǒng)有序運作,顯著提升供電系統(tǒng)的可靠指數(shù)。分布式能源的接入,涉及風力和天然氣等,有利于落實能源分類利用,從而實現(xiàn)能源結構調(diào)節(jié)的目的[1];其三,調(diào)整電力高峰。在人民經(jīng)濟水平日益增長背景下,電器已經(jīng)廣泛存在于每家每戶,尤其是空調(diào)以及電暖器等大功率電器,造成電力負荷的高峰階段。選取分布式新能源大規(guī)模接入配電網(wǎng)的結構,從根源上規(guī)避此現(xiàn)象,對電力高峰指數(shù)進行調(diào)整,加快電網(wǎng)的體系完善,順應市場運作需求。
(2)影響
其一,電網(wǎng)規(guī)劃層面?;鹆Πl(fā)電以及水力發(fā)電均處于能源電力領域的重要地位,針對電網(wǎng)規(guī)劃均是以兩者為主進行開展。分布式新能源大規(guī)模接入在配電網(wǎng)中,使得配電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)量顯著增加,如果依舊通過以往的電網(wǎng)規(guī)劃形式運作,很有可能出現(xiàn)配電網(wǎng)無法執(zhí)行負荷預測的情況,那么規(guī)劃結果便出現(xiàn)誤差,不能及時得到最佳的網(wǎng)絡結構設計方案。分布式新能源的接入,涉及不同規(guī)模的單位發(fā)電機組,對應單位的中期建設目標以及遠景規(guī)劃之間存在一定差異,造成配電網(wǎng)長期規(guī)劃項目的運行受到阻礙。另外應強調(diào)的是,分布式新能源接入到配電網(wǎng)中,引出電網(wǎng)電路結構的變動,無法保障規(guī)劃科學性的前提下,增加故障出現(xiàn)率[2];其二,電能質(zhì)量層面。在配電網(wǎng)中接入分布式新能源,可能出現(xiàn)配電網(wǎng)受到干擾的問題,影響電能傳輸?shù)男?,尤其是電壓波動參?shù)與頻率參數(shù)。研究風力以及光伏發(fā)電的形式,發(fā)電功率在天氣的變動下出現(xiàn)改變,無法保障出力的穩(wěn)定性,引出某區(qū)域中電網(wǎng)電壓有較大程度變化,節(jié)點電壓對應的裕度有所減少。由于涉及一定的電力電子元件,配電網(wǎng)發(fā)電階段會出現(xiàn)較多諧波,且數(shù)量多于火力與水力發(fā)電的模式[3]。和以往火力以及水力發(fā)電對比,新能源接入到配電網(wǎng)后,發(fā)電功率存在一定不確定性,頻率調(diào)整水平也受限。新能源發(fā)電階段,電站容量指數(shù)比較小的情況,諸多機組加以投切動作并不會出現(xiàn)電網(wǎng)超限運作的問題,可是和配電網(wǎng)接入后達到某種規(guī)模的程度,勢必出現(xiàn)配電網(wǎng)調(diào)頻壓力增加,引出電網(wǎng)產(chǎn)生頻率異常波動情況;其三,電網(wǎng)穩(wěn)定性層面。我國目前設定的電網(wǎng)主體,圍繞以往發(fā)電形式進行規(guī)劃,因為新能源發(fā)電比較特殊,和以往發(fā)電形式呈現(xiàn)不同。分布式新能源與配電網(wǎng)銜接,引出配電網(wǎng)內(nèi)有功調(diào)節(jié)的效果降低,不利于保障配電網(wǎng)功率的平衡性建設,難以確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定構建。在不能有效對新能源發(fā)電水平進行預測的前提下,配電網(wǎng)要提升一定的可靠性,使得調(diào)峰容量與電源數(shù)量有所增加。新能源與配電網(wǎng)的接入,對配電網(wǎng)施工建設的工作者提出嚴格要求,由于電網(wǎng)受到諸多因素約束,引出以往監(jiān)督模式無法正常運作,造成配電網(wǎng)損耗[4]。新能源與配電網(wǎng)的接入,會增加孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)率,火力發(fā)電機組產(chǎn)生故障引出二次重合的情況,重新與配電網(wǎng)銜接,出現(xiàn)非計劃孤島占據(jù)極小比例??娠L力發(fā)電與光伏發(fā)電再次與配電網(wǎng)銜接后,會引出電網(wǎng)電壓波動,切斷電網(wǎng)的過程中引出新能源機組的孤島問題,由此制約電網(wǎng)有效的合閘運作,考慮電壓與頻率的指數(shù)并不固定,因此要重視孤島問題對維修工作者以及用戶身心安全帶來的影響。
在配電網(wǎng)中進行分布式新能源的大規(guī)模接入,應系統(tǒng)化構建風險規(guī)劃體系,結合不同區(qū)域的用電性質(zhì),明確對應計劃,避免產(chǎn)生電網(wǎng)風險。在增強規(guī)劃成效階段,納入大數(shù)據(jù)研究方式,關聯(lián)遺傳算法與人工蜂群算法,在最短時間內(nèi)實現(xiàn)新能源接入的規(guī)劃配置與調(diào)整,并且保障新能源電能質(zhì)量,通常情況以迅速響應的形式為主完善補償裝置,尤其是濾波器與補償器采取局部分布新能源接入的模式,對電網(wǎng)電壓的波動過程進行調(diào)節(jié),依托變速恒頻電源的安裝操作控制電壓閃變,濾波器以及變頻裝置均能夠控制諧波造成干擾的問題。分布式新能源接入之后,可能引出頻率波動的現(xiàn)象,需要充分思考怎樣增加電網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼指數(shù),整合電網(wǎng)控制結構,針對性處理問題。設定相關的保護閾值,避免頻率崩潰[5]。
分布式新能源與配電網(wǎng)的接入,應在配電網(wǎng)調(diào)節(jié)上利用穩(wěn)定性理念,完善現(xiàn)有的新能源管理結構,提高切負荷與直流功率的處理效果。以達到此種目標為基礎,適當引進主體單層結構與復合配電網(wǎng)結構,關聯(lián)電網(wǎng)調(diào)度,按照分布式新能源接入配電網(wǎng)的基本特征進行計劃調(diào)節(jié),不會影響配電網(wǎng)運作的穩(wěn)定性。與此同時,配電網(wǎng)內(nèi)銜接分布式新能源,應強調(diào)配電網(wǎng)消納水平的提升,之前的配電網(wǎng)運作,利用高壓直流技術與交流輸電技術不能緩解由于輸電距離造成的電能損耗問題,甚至引出新能源發(fā)電的不規(guī)則性。及時應用柔性直流輸電技術,其受到距離的影響程度較小,存在一定的獨立調(diào)節(jié)有功功率性能與調(diào)節(jié)無功功率性能,憑借迅速響應的優(yōu)勢,促進配電網(wǎng)安全運行。新能源以直流輸電接入的形式和交流配電網(wǎng)銜接,密切耦合電源機組的發(fā)電頻率與電網(wǎng)頻率。由此電網(wǎng)頻率產(chǎn)生無阻尼的情況,新能源發(fā)電涉及顯著波動性,因此發(fā)電頻率不夠穩(wěn)定,若直接進行新能源與配電網(wǎng)的結合,很有可能阻礙配電網(wǎng)交流系統(tǒng)運行[6]。通過動態(tài)性能指數(shù)較高的管理系統(tǒng),調(diào)節(jié)好輸電網(wǎng)的組成結構,顯著提升配電網(wǎng)運行的安全性與科學性。關聯(lián)具體的規(guī)劃,新能源以柔性直流輸電的形式和配電網(wǎng)結合,讓配電網(wǎng)設計規(guī)劃的方案有序進展。
微電網(wǎng)包含能量轉(zhuǎn)換模塊、儲能模塊與負荷模塊,其對分布式新能源接入具備良好的適應性,將其和以往電網(wǎng)的組成結構互相比較,體現(xiàn)出管理新能源機組的規(guī)范性。通過微電網(wǎng),一方面保障配電網(wǎng)接納效果,另一方面促進配電網(wǎng)的智能化管理,顯著增加配電網(wǎng)的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。針對配電網(wǎng)運作標準,如今的配電網(wǎng)標準設定依舊不夠全面,部分電能質(zhì)量的保障與調(diào)頻效果的保障都不夠理想,國家早期進行配電網(wǎng)標準建設的水平不高。建設大量的新能源機組,要以具體的標準為前提改造配電網(wǎng)的具體組成。國家新能源接入標準的速度較快,不僅要對國外的先進管理經(jīng)驗進行引鑒,還要管理好新能源接入過程,避免對人員帶來傷害,具體指導配電網(wǎng)中新能源大規(guī)模接入流程,進一步避免新能源與電網(wǎng)的接入對配電網(wǎng)整體運作效果造成影響。
配電網(wǎng)中進行新能源大規(guī)模接入,相關人員應研究配電網(wǎng)結構建設,在接入過程體現(xiàn)出多元性。以往的接入以水電能源以及火電能源為主,可是處于新能源的影響環(huán)境中,更要強調(diào)多元性凸顯,帶動電網(wǎng)均衡化運作。接入新能源會使配電網(wǎng)結構受到影響,此種局面中資源配置更是比較重要的問題,甚至決定著配電網(wǎng)的建設有效性[7]。接入新能源,布局處理要顧及地區(qū)布局與配電網(wǎng)布局,前者是由于配電網(wǎng)的分布潛在集中化,一旦接入新能源會打破原有的集中化形式,要保障配電網(wǎng)平衡化建設,利用綜合布局統(tǒng)一化管理配電網(wǎng)結構,避免配電網(wǎng)分散管理有高能耗的情況,加快配電網(wǎng)節(jié)能配置。
綜上所述,開展分布式新能源大規(guī)模接入與配電網(wǎng)的相關性研究課題具有重要的價值,新能源開發(fā)利用本質(zhì)上是投資者與消費者一同加入的過程,從某種層面上來講,影響人們生活的質(zhì)量,新時期下進行新能源革命影響人類生存的發(fā)展結構。由于配電網(wǎng)中進行新能源接入存在一定優(yōu)勢,如何最大化地提高接入效率依舊是重要問題,相關人員應制定完整的接入方案,推動電力行業(yè)的后續(xù)建設。