新能源接入系统研究分析屠南南

新能源接入系统研究分析屠南南

屠南南

（国网江苏省电力公司徐州供电公司江苏徐州221000）

摘要：能源作为保障人类生存发展的关键要素之一,是国民经济发展的重要战略物资,其安全性、环保性和可持续性已成为包括中国在内的世界各国的重要战略考量。伴随经济持续30年的高速发展,中国已成为世界能源生产和消费大国,能源需求持续增长。然而传统化石能源终将枯竭，新能源因其自身的特点成为理想替代能源，其开发利用成为必然。本文对新能源接入系统进行了研究分析。

关键词：新能源；接入系统；研究；分析

1、新能源

新能源(NE):又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

2、新能源的特点

2.1资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；比如，我国各类能源资源储量丰富。太阳能资源总储量为1.47×108亿千瓦时/年；陆地50米高度3级以上的风能资源潜在开发量约为23.8亿千瓦，近海5～25米水深区50米高度3级以上的风能资源潜在开发量约为1.9亿千瓦。预计到2020年太阳能光伏并网和离网应用量可增加至1亿千瓦，风力资源预计到2020年可以利用的达到2亿千瓦。

2.2能量密度低，开发利用需要较大空间；

2.3不含碳或含碳量很少，对环境影响小；

2.4分布广，有利于小规模分散利用；

2.5间断式供应，波动性大，对继续供能不利；

2.6目前除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

3、新能源接入行业

新能源接入指新能源在并网时，采用储能技术、无功补偿技术、低电压穿越技术、自动发电控制技术等，通过电力电子设备将新能源发的电接入电网。由于电网受光伏和风电接入影响较大，故本文主要讨论光伏接入和风电接入。

4、中国新能源发电发展现况分析

4.1光伏发电发展现状

“十二五”期间，我国太阳能光伏发电发展迅猛，各地区因地制宜建设了大批光伏电站。2016年全国光伏装机总容量达0.8亿千瓦，累计装机容量全球第一。全年发电量662亿千瓦时，同比增长68.9%。与2015年相比，光伏发电量占总发电量比例提高0.3个百分点。太阳能光伏是最具发展潜力的新能源，且应用领域广泛，发展前景值得期待。

4.2风力发电发展现状

目前，我国是全球风电装机增速最快，新增装机容量最大的国家。统计数据显示，至2016年我国风力发电装机容量达1.5亿千瓦，全年发电量2410亿千瓦时，增速达29.4%。与2015年相比，风电量占总发电量比例提高0.7个百分点。不过，由于近年来政府对可再生能源发电的补贴，导致大规模风电产能过剩，相当部分风电未能得到利用。

5、中国新能源接入行业发展环境分析

5.1中国能源环境分析

尽管我国能源产量很高，但仍难以满足中国快速膨胀的能源需求。21世纪以来，中国经济飞速发展，能源供不应求的情况不断加剧。仅有2001年能源供给充足情况，而在以后年份中均存在能源供不应求的情况。虽然由于经济增速放缓，2016年能源供需由不足转为相对过剩，但根据发达国家经验，中国能源需求还将持续增长。此外,能源结构也将发生深刻变化。根据中国能源研究会预测，到2030年，煤和石油的份额将相应降低，消费占比分别下降至49%和17%，而清洁能源消费合计占比大幅提升达34%。新能源替代传统能源的趋势愈加明显。

5.2中国电力供需状况分析

从电力行业的供需数据来看，2016年，在实体经济稳中趋好、夏季高温天气等因素共同作用下，中国用电需求保持平稳增长，电煤供需由宽松转向偏紧，水电出力呈现前高后低特征，风电布局进一步优化，光伏发电发展势头强劲。全国电力供需总体宽松，其中华北区域总体平衡，华东、华中、南方区域总体宽松，西北、东北电力供应有富余。2017年宏观经济开局形势良好，筑底企稳趋势明显，在全球经济复苏，国内制造业回暖，新兴服务业高速增长及区域经济好转等因素的共同影响下，分析预测认为2017年我国经济增速将达6.8%-7%，会好于2016年。中国经济正处于调整转型的关键期，新动能不断积聚，新经济不断培育，将会带动全社会电力需求持续增长，但结构调整和转换势必使得用电需求增速有所回落，同时由于装机增长明显大于电力需求增长，2017年我国电力供需形势将更为宽松。

6、新能源接入系统应对措施研究分析

6.1管理政策方面

在倡导能源领域可持续发展的同时，国家、行业、企业也相继规范了新能源的并网行为。完善了分布式发电相关的技术标准和管理规定，确保新能源分布式发电并网满足有关发电、供电质量要求，运行管理满足有关技术、管理规定和规程要求。加大对储能、微电网和主动配电网等新能源并网关键技术的技术研发、标准制定、示范工程等方面的政策和资金支持力度。电网公司加强配电网的建设和运行管理，将分布式发电、微电网建设纳入配电网规划统一考虑，在保证配电网安全运行的条件下，满足新能源分布式接入、微电网的并网运行要求。积极开展需求侧响应，推行灵活的电价机制和补偿政策，鼓励用户参与新能源的开发利用、削峰填谷、负荷调节，充分发挥用户的主动性。

6.2检测技术方面

为避免新能源对电网的影响，加强新能源并网安全管理，确保电网安全运行，国家能源局颁布一系列管理办法，要求开展新能源并网检测，有效避免因新能源故障导致的各类电力事故的发生。

6.2.1电能质量评估与测试

新能源并网运行将对电网电能质量的产生一系列影响，所以在新能源并网前需要进行电能质量评估，在新能源并网后需要进行电能质量测试。根据国标要求，对新能源并网点的电压偏差、谐波、电压波动与闪变、三相电压不平衡等指标进行评估和测试。

6.2.2低电压穿越能力试验

当电力系统发生事故或扰动而引起新能源发电并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，新能源发电能够保证不脱网连续运行，甚至可以为电力系统提供一定无功以帮助系统恢复电压。具有低电压穿越能力的发电系统可躲过保护动作时间，故障切除后恢复正常运行，从而大大减少发电系统在故障时反复并网次数，减少对电网的冲击。风电低电压穿越要求：风电场并网点电压跌至20％标称电压时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行625ms。风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90％时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。光伏低电压穿越要求：光伏发电站并网点电压跌至0时，光伏发电站应不脱网连续运行0.15s；光伏发电站并网点电压跌至低电压穿越技术曲线以下时，光伏发电站可以从电网切出。

6.2.3电网适应性试验

新能源发电设备与传统发电设备不同，当电网处于国标允许的电压波动、频率变化、电压三相不平衡时，仍有可能出现脱网事故。该试验的目的是检验新能源是否会出现上述问题。试验方法：电网运行状态模拟发生装置，基于电力电子全控器件，输出的电压相序、相位、幅值和频率独立可调，保证电压变化和恢复过程曲线平滑，可模拟电网运行状态。

6.2.4防孤岛保护试验

孤岛是指包含负荷和电源的部分电网，从主网脱离后继续孤立运行的状态。孤岛可分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。防孤岛是防止非计划性孤岛现象的发生。为了验证新能源发电系统是否能够有效防止非计划性孤岛现象的发生而开展的专项试验。

7、结束语

在产业驱动、政策扶持、金融支持和市场吸引的共同作用下，我国新能源投资位居全球第一。深入研究新电源发电并网对电力系统的影响，对于解决当前新电源项目建设中存在的问题，实现新能源建设与电网建设的协调、可持续发展，引导新能源走向健康、有序、平稳、高效发展，支持国家低碳经济，服务于我国工业化、城镇化和社会主义新农村建设，为社会提供安全、可靠、清洁、优质的电力保障具有重要意义。

参考文献

[1]《促进新能源电力产业投资的理论应用和政策导向研究》，王顺，财政部财政科学研究所.

[2]《中国新能源企业对外直接投资研究》，王宏宇，内蒙古财经大学，内蒙古自治区.

[3]《政府在新能源投资系统中的角色——基于演化博弈的分析》，张卫国，郑月龙，汪小钗，《科技管理研究ScienceandTechnologyManagementResearch》，2015年23期.