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新能源并网对电网的影响

时间:2022-01-09 16:34:19 | 作者:王富贵 | 来源:赤峰汽车网

新能源并网,是一个比较敏感的问题,也是一个平时电力系统设计的时候经常遇到的问题,小到一个单体工程的接入系统,大到一个区域的新能源的电网消纳,都是有很多注意的地方。

新能源并网对电网的影响

新能源其实是包含很多东西的,这里主要讨论风电、光伏和分布式电源,当然分布式电源可能有些包含小型光伏等,理解意思即可。

涉及对电网的影响,其实主要分为两块,一是风电这种接入主网的新能源,二是分布式电源这种接入配网的新能源,两者的影响内容是不一样的。

1)接入主网的新能源,以风电为例,主要有以下影响:

增大调峰、调频难度:风电随机性强、间歇性明显。波动幅度大,波动频率无规律性。风电的反调峰特性增加了电网调峰的难度。据东北、蒙西和吉林电网统计结果,风电反调峰概率分别为60%、57%和56%。吉林电网由于风电接入,一年期间峰谷差变大的时间达到210天。由于调峰容量不足,吉林、蒙西电网都出现了低负荷时段弃风的情况。下图为风电出力与电网负荷表现出较强的反调节特性。(华北电网张家口地区)

新能源并网对电网的影响

加大电网电压控制难度:风电场运行过度依赖系统无功补偿,限制了电网运行的灵活性。据统计,受风电影响:蒙西电网锡盟灰腾梁风电基地沿线变电站220千伏母线电压全年维持在额定电压的1.1倍;蒙西塔拉地区500千伏无功补偿设备停运时,220千伏系统电压最高升至257千伏。

新能源并网对电网的影响

局部电网接入能力不足:风电场大多处于电网末梢,大规模接入后,风电大发期大量上网,电网输送潮流加大,重载运行线路增多,热稳定问题逐渐突出。甘肃酒泉地区2007年以来风电、小水电快速发展,送出矛盾加剧,尽管采用过负荷切机以及变电站分裂运行等措施来提高输送能力,但风场弃风问题仍然长期存在。

增加电网稳定风险:风电的间歇性,随机性增加了电网稳定运行的潜在风险。一是风电引发的潮流多变,增加了有稳定限制的送电断面的运行控制难度;二是风电发电成分增加,导致在相同的负荷水平下,系统的惯量下降,影响电网动态稳定;三是风电机组在系统故障后可能无法重新建立机端电压,失去稳定,从而引起地区电网的电压稳定破坏。

2)接入配网的新能源,以分布式电源为例,主要有以下影响:

保护问题:潮流的改变,一会导致本线路保护的灵敏度降低及拒动;二会导致本线路保护误动;三会导致相邻线路的瞬时速断保护误动并失去选择性;四回导致重合闸不成功。

应对措施:一是限制分布式电源的并网容量;二是增加分布式电源隔离变压器阻抗;三是分布式电源出口增设方向功率保护;其中最关键一点在于分布式电源并网之前,要在充分调查发电设备阻抗的基础上,计算分布式电源可能带来的短路电流的增加,以确定分布式电源的并网容量。

新能源并网对电网的影响

电压问题:一是分布式电源启停的影响,二是分布式电源供电间歇性的影响。

应对措施:一是从电压支撑角度,分布式电源有明显积极作用。这取决合理选择接入地点、合理选取容量并适当调度;二是正常情况下,分布式电源应多发有功少发无功,保持高功率因素运行;减少线路电压对分布式发电依赖;三是在分布式电源接入地点,应安装适当无功电压支撑设备,在分布式电源退出运行时投运。

新能源并网对电网的影响

电能质量问题:分布式发电通过电力电子逆变器并网,易产生谐波、三相电压/电流不平衡;输出功率随机性易造成电网电压波动、闪变;分布式电源直接在用户侧接入电网,电能质量问题直接影响用户的电器设备安全。

应对措施:一是分布式电源与直流注入问题,并网模式下,通过分布式电源控制功能,较大容量的逆变型分布式电源机组出口处设置隔离变压器。二是电压不平衡问题,对于采用单相并网的分布式电源机组,可以将其接入到带负荷较多的一相,从而减少电压的不平衡度。

新能源并网对电网的影响