新能源对电网调度管理的影响

摘 要：随着我国经济的快速发展，电力供应需求日益增加，给电网调度带来了较大压力，给能源勘探和部署带来了严峻挑战。面对当前能源消耗过大的形势，新能源开发迫在眉睫。但是，新能源的开发也对电网调度带来了较大影响。由此，本文阐述以往电网调度管理特点，然后分析新能源发展现状，最后探讨新能源对电网调度管理的影响。

关键词：新能源;電网调度管理;影响

中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）31-0148-03

The Analysis of New Energy Effection Power

Network Dispatching Management

YAN Minfei HU Zhaoyang

（Power China Henan Electric Power Survey & Design Institute Corporation Limited，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of China"s economy， the demand for power supply is increasing day by day， which brings great pressure on power grid dispatching and severe challenges to energy exploration and deployment. Facing the current situation of excessive energy consumption， the development of new energy is imminent. However， the development of new energy also has a great impact on power grid dispatching. Therefore， this paper described the characteristics of power grid dispatching management in the past， then analyzed the current situation of new energy development， and finally discussed the impact of new energy on power grid dispatching management.

Keywords： new energy;power network dispatching management;effect

电力供给一直是关系生产和生活中诸多领域的基础性产业，是我国经济繁荣、稳定发展的基石，其发展好坏直接影响国家经济整体发展的好坏。当前，我国处在经济高速发展上升期，对电力需求越来越大。引入新能源之后对电网调度的影响非常明显。对新能源对电网调度所造成的影响进行分析，找到合理解决问题的策略对改善电力调度效能具有重要的现实意义。

1 以往电网调度管理特点

自《电网调度管理条例》颁布以来，电网调度管理重点就始终围绕计划管理展开，包括发电、供电和检修的计划管理。同时，要在此基础上对电网调度中计划管理涉及的相关合作方做好利益方面的保障工作。电网调度就是对实际生产生活中涉及的电网运作模式、相关电网设备的新旧替换、电网设备的日常维护和检修、电网运行中的各项指标进行调度管理。

以往的电网调度大多采用计划管理的形式，运用继电保护、装置安置和调度自动化等手段来实现。电网调度就是要运用各种技术手段和管理方式来提前预判和计划，尽量排除各项影响电网运行稳定性的不确定因素。尤其是对于诸如火电厂、核电站、水电厂等发电总体容量相对较大的工厂在具体发电运作中产生的关于负载电荷不可控的部分，要进行针对性处理。例如，采用裕度的方法来进行控制管理，或者通过提高关于预测负载电荷的大小和影响范围来进行控制管理，还可以在一些特殊情况下采用限制供电的管控手段来实现电网系统运行中不可控因素的控制管理。

因此，传统的电网调节水准一直是与负载电荷的预测和调节能力呈正相关的。对负载电荷预测的精准度和调节能力直接影响电网调度计划的难易程度。

2 新能源发展现状及未来方向

2.1 太阳能

太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，与人类和地球万物的发展一直息息相关。其能量巨大而且源源不绝，对人类来说，其开发价值巨大[1-4]。

我国对太阳能开发较为重视，先后采取了一系列有力措施来支持太阳的开发。2006年开始出台了诸多政策和法规，以鼓励和支持太阳能发电的相关科学研究和技术突破，规范太阳能发电领域的行业准则。2015年，我国政府在光伏产业领域做了进一步的详细规划，对未来光伏产业发展方向和发展深度做出了明确指示，提出光伏发电的装机总量要在三年内达到超过三千五百万千瓦的战略规划目标。其后，我国光伏产业一路发展迅猛，仅安徽省内已建和在建的光伏电站，就超过了16座，总装机量也超过了30万kW。其中，安徽省光伏产业代表性工程“金太阳示范工程”总装机量就超越了15万kW。太阳能发电量在全省的发电比重也在逐年升高。其他省份也逐渐在政策指引下大力发展太阳能产业，不断升级太阳能发电理论和技术，研究生产新的太阳能发电设备。鉴于太阳能巨大的应用价值，我国未来对太阳能发电领域的政策支持和资源投入将进一步加大。

2.2 风能

相对于传统能源来说，风能的储量也非常可观。我国地域辽阔，生态多样，风能资源丰富。面对煤炭等传统资源储量不断消耗缩减、经济发展对能源需求进一步扩大的严峻形势，积极探寻和补充新能源刻不容缓。仅仅依靠太阳能显然是不够的，风能的开发和应用正合时宜。对于地理位置偏远的地区来说，用传统供电铺设工程提供电能难度较大，成本较高，而运用风力发电则具有较大优势。

当前，我国对风力发电领域的投入呈现出逐年增加的趋势。仅2013年，我国国家电网公司在并网风力发电方面的装机总量就已经达到了6 426万kW，同比增长21.5%。2006年至2018年，国家电网公司在风力发电方面的总体调度年装机量总量增长率基本保持在平均76%的水平，年发电总量的年均增长率更是达到了85%。从全世界来看，我国在国家电网接入风力发电方面，无论是装机规模还是风力发电量，都达到了增速第一。

由此可见，我国对风力发电领域的重视程度和扶持力度之大。风力发电作为一项新能源，不但开发方便，而且分布广泛，是续太阳能之后的又一个重要的发电能源渠道，对传统发电能源进行了有效补充。未来我国在风力发电领域的支持力度势必会更加深入。

3 新能源对电网调度管理的影响

3.1 太阳能影响

根据负荷中心的特点，可将光伏电源分为远离负荷中心的光伏和处于负荷中心的光伏两种。其中，远离负荷中心的光伏具备大电容量的特点，对其大多是采用集中输电的方式来通过电网，因此具备一定程度上的随机性和不可控性。但是，因为远离负荷中心的光伏本身电容量相对于其他主流能源来说偏小，因此其随机性和不可控性所造成的影响并不是很明显，基本上可以忽略不计。

但是，负荷中心的光伏并非如此。虽然负荷中心的初始光伏容量相对来说非常小，但随着负荷中心光伏使用规模不断扩大，其光伏容量也会不断提升，对原本的负荷中心的影响也变得越来越大，这样就进一步给负荷中心带来了巨大的不可预测性。这种不可预测性会带来计划管理上的不可控，从而直接影响接下来的环节。另外，在具体应用过程中，负荷中心的光伏与中级和低级配电网络的接触贯通，直接导致配电网出现变化，而且会导致配电网发生根本性的变化。负荷中心光伏会使配电网从原本的发散式辐射形态变为平均分布于各个节点的均摊形态，从而导致配电系统在实际控制和管理过程中进一步复杂化。

3.2 风能影响

风电场是以一种波动型电源的形态存在，具有其极强的不稳定性，因此风能也属于间歇型能源。受这些条件限制，风能并不能保证电能长期稳定输出，其产生的电量会随着外部各种复杂因素的变化而变化。风力发电的变化直接导致风力发电的电网调度管理难度较大。在风力实际发电过程中，由于风力发电机组的集能效应，电量在很短时间内产生集中现象，这使得如何安全高效地将短时间内生成的大量电量进行输送成为难题，也直接给输电系统的负荷能力带来挑战。此外，又由于风能是间歇性能源，在风能产生间歇期，输电系统的空负荷现象直接导致资源的空置浪费。间歇输电之间的衔接由于电量变化较大，落差过于巨大，也使输电设备的损耗加剧，缩短了输电系统相关设备的使用寿命。

3.3 新能源分布式电源对规划和运行的影响

传统的资源配电体系具有稳定性，因此，对其后整个系统运营关键节点的控制是可以提前预期和调整的。但是，新能源则不同，在对配电网进行规划时，受新能源自身影响较大。就系统保护方面来说，分布式电源的使用会直接使配电网产生双向延展。而如果配电网在实际运行中出现不正常的状态或是设备故障，就要考虑整个配电线路的可靠稳定性。因此，一旦分布式电源出现相异形态，就会对整个配电网络保护判断产生影响。在对配电网进行规划设计时，要全面考虑各项因素，提出解决对策，例如，提前预测空间负荷，对配电网络的适配性与关键节点进行测试，实现分布式电源的升级迭代等。对于配电网的控制系统，分布式电源的运用在很大程度上加大了对电压及频率控制的难度，尤其是配电网实际运行期间，配电网中负载电荷的不规则波动对输电系统的稳定性造成巨大冲击和影响。

4 解决策略

4.1 管理层面

從管理层面来讲，主要是解决配电调度中对各环节的运用和管控。尤其是要充分考虑配电调度中各方面的显性和隐性影响因素，在传统管理模式基础上进行不断迭代和补充，以满足新能源的使用需求。传统电网管理主要是为了适应负载电荷的各种不稳定变化而调整和改变发电功率，主要侧重点是对配电系统源端的控制管理，对负荷端主要以限制为主。负荷端的作用也仅仅是配电。而新能源的引入则直接改变了传统配电调度管理的局面，负荷端的作用不再只是配电。在打造出能源互联互通网络后，负荷端也有机会变成电源端。由此进行引申，在对电网调度进行管理时，对中低压能源互联互通网络的灵活运用也变得越来越重要。互联网管理使电网调度进入信息化时代，高超的信息化管理技术的应用使电网调度在信息数据整理和运算方面大大提高了精度和效能，给电网调度带来了质的改变。智能配电是未来电网调度发展的大趋势，也是未来电网调度管理的核心发展方向。与此同时，还要使配电调度运行的相关职能机构加入市场，成为市场运行者。只有这样，才能确保配电网的可靠稳定运行，确保行业最新技术和服务的引进，确保行业数据透明、安全和准确。

4.2 技术层面

通过技术手段解决实际应用场景中出现的问题能从根本性上解决问题。从集中式能源方面考量，其带来的功效可以基本等效为传统模式的电网调度电源的功效。但是又由于集中式能源和传统电源在发电预测方面的差异，因此，要采用不同的手段来解决相应的问题。相对于常规电源，集中式电源的发电预测率更低。在实际中用技术手段来解决集中式能源问题时，要遵循科学客观的原则，根据实际应用场景采用恰当的方式进行解决。例如，可以不断提升发电率的预测水准，采用数值气象信息对发电率展开预测，以有效提升发电预测率，及时找到电网调度管理中存在的问题。又比如，运用储能技术来抵御风力发电对电网调度管理的影响。在具体应用储能技术时，要充分考虑实际应用场景，选择用电池进行储能的方式，或者运用抽水蓄能的方式来进行储能。再比如，为了抵御风能对电网调度管理带来的影响，建立互联电网平台，加入电网裕度控制技术，充分收集整理数据，对各项系统运行中涉及的数据指标进行归纳、分析和整理，对资源做深度整合，进而实现资源配置优化。这可以有效解决风力发电中能源间歇输送带来的波动问题。而从分布式能源角度来看，一定容量基础上的分布式发电在接入配电网络后确实会对整个电网馈线上的电压分配造成较大影响。其实际造成的影响程度主要取决于分布式发电电源的总体容量规模和接入位置。为了解决该问题，在配电网络中，要对负载电荷转移方式进行检查和维修，对电网调度的所有环节进行监测和及时跟踪，对负载电荷的转移进行预测，运行中要进行控制，从而实现配电网的高效稳定运转。

5 结语

电网调度管理工作会由于能源来源的不同而受到影响。在新能源被广泛应用的当下，分析新能源的特性，总结新能源发电给电网调度带来的影响，并从管理层面和技术层面提出针对性的解决策略具有重要意义，不但可以有效提升资源使用率，还能进一步确保电网在使用过程中的安全性和稳定性。

参考文献：

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