浅谈清洁能源(光伏-风电)对电网的影响

浅谈清洁能源(光伏\风电)对电网的影响

前言：电力工业的可持续发展不仅是保证经济、社会协调发展的需要,也是电力工业解决现存问题、增强竞争能力、开拓电力市场的必然战略选择,它对于整个社会经济发展、环境保护、长治久安和、和谐社会、的实现都有十分重要的意义。通过对发电工程项目的全寿命周期管理,我们可以通盘把握一次性投资、长期运营维护费用和报废费用,寻找最佳的结合点,可以实现最经济的资源消耗;可以实现一部分外部经济效果的内部化,从而减少因外部不经济行为带来的浪费;可以实现资源节约和项目增值,最终达到保持可持续发展、建设和谐社会的需要。在当今提倡、节能减排,可持续发展、的战略背景下,研究清洁能源发电工程项目的全寿命周期管理理论对电力行业的可持续发展具有重要的引导作用。

一、清洁能源存在的问题

清洁能源管理水平较低。风能、太阳能发电具有明显的不稳定性，大量风电、光伏发电的接入将对电网的电能质量、电网稳定性、无功及电压控制等带来一定的影响，而且将使得全网的电力电量平衡和运行方式安排日趋复杂化。

1. 风力发电利用

风力发电有两种：一是离网发电；二是并网发电。目前中国的风力发电还处于试点阶段，并网发电的技术不够成熟。比较成熟的是北欧和美国。并网并不是一件很简单的事情，能够并网的电流具备正弦波交流50HZ，另外还有电压和功率等。风机的离网应用有多种多样，主要可以分为以下几类：

(1) 为蓄电池充电：这种应用大多是指单一家庭住宅使用的小型风力发电机。

(2) 为边缘地区提供可靠的电力，包括小型和无人值守的风力机。风力发电机通常与蓄电池相连，而且也可以与光电池或柴油发电机等其他电源联机，为海上导航和远距离通信设备供电。

(3) 给水加热：这种系统多用于私人住宅。典型的用法是将风力发电机直接与浸没式加热器或电辐射加热器相连。

(4)边远地区的其他使用：包括为乡村供电、为小型电网系统供电，以及为商业性冷藏系统和海水淡化设备供电。在离网风力发电系统的应用中，占主导地位的是利用风力发电机为蓄电池充电。这类风力发电机的转子直径通常小于5m，而且其额定功率低于1000w。独立的风电系统主要建造在电网不易到达的边远地区。

风力发电与火力发电相比，有其自身的缺点和优点，主要有：(1)装机规模灵活，可根据资金情况而决定一次装机的规模。(2)它是一种不污染环境，也不

消耗资源的清洁能源，所需的动力只是自然界中的风。(3)投入资金少，有一台风力机的资金就可以安装一台，投产一台。(4)建设周期短，比如说建设一个万瓦级的风电场周期不到一年。

2.太阳能光伏并网的利用

光伏并网系统可分为分布式和集中式两种。分布式主要应用在城市屋顶并网、光伏建筑一体化等方面。分布式并网占地小、安装方便灵活、不需要安装蓄电池、资金投入少。且有电网电压的支撑。可不考虑负载的特性而最大化提供功率。集中式并网主要是指大型光伏并网电站。需要大量的土地。一般建在荒漠无人地区。作为大电源直接向高压电网送电。其成本较高一般光伏并网发电系统主要是由太阳能光伏阵列，控制器和逆变器三大部分组成，它们主要是由电子元器件构成，这使光伏发电设备更为精炼、可靠稳定、安装维护方便。太阳能光伏并网发电系统将太阳能转化成为电能不通过蓄电池储能，而是直接通过逆变器，将电能送入电网。并网发电体现了太阳能发展的一个方向，与太阳能离网发电系统相比，主要有以下几个优点：

（1）光伏并网发电系统的建设需要较大的空间。因为光伏组件的安装需建设大量的地基。可将发电系统建设在荒漠。这样既可减少其对生产可用土地的占用。又减少了地面的蒸发量。若在光伏板下种植耐寒喜阴的植物。还可以在一定程度上对水土保持有正面的影响。

（2）并网除了大型光伏系统还可进行分布式建设。进退电网灵活。不但可以增强电力系统对自然灾害的抵御能力。而且可以改善电力系统的负荷平衡。

（3）耗能问题带来的影响：光伏并网发电的一个主要优势是可替代矿物质燃料的消耗。由于光伏并网发电增加了发电厂旋转发电机的旋转备用或是热备用，因此，光伏并网发电的实际降耗比率应该扣除旋转备用或热备用的损失的热量，光伏并网发电的降耗效率应该考虑到由于光伏并网发电系统提供的电力导致发电公司机组利用小时数降低带来的效率损失。系统中总的光伏并网发电量所等效的理论降耗标煤量前应该乘以一个小于#的系数，并且等比例地减去旋转备用机组的点损量。

二、清洁能源开发利用建议

1.从能源类别角度提出的建议

1）水能：水电是目前南网比重最大的清洁能源，清洁能源（主要为水电）开发建设已逐步接近饱和状态；水电开发程度很高，继续开发潜力小。水电对电网的影响大，因此清洁能源的利用应重点放在加强水电的管理工作上。

2）风能：电网接入风电装机具有越来越大的趋势，季节特征使得风能水能可以相互弥补彼此在稳定性和连续性上的不足。建立以风水互补为基础的可再生能源体系，符合我国大力发展清洁可再生能源的发展政策，为解决逐渐严峻的能

源题提供了一条有效途径。

3）其他能源：其他清洁能源（除核能外）已开发容量较小，但是开发利用前景较好，应加大开发程度。目前管理水平较低，应加强管理。

4）加大清洁能源的开发利用，利用不同类型清洁能源的特点，形成能源互补，满足电网逐渐增加的负荷需求。

三、并网清洁能源基本情况

目前我省电网统调清洁资源装机容量达到58 312 MW，其中水电50 017 MW、核电6 120 MW、风电1 659 MW、生物能400 MW、垃圾发电96MW、太阳能20MW。水电装机比例最大（86%），其次为核电（10%），其他清洁能源的装机比例都在3%以下。南方电网统调清洁能源装机容量统计见表1。能源政策的调整和节能环保、节能减排等政策的深入推行，以清洁能源取代化石燃料能源已是不可逆转的趋势。

南方电网统调清洁能源装机容量统计

小结：随着清洁能源装机容量占总装机的比重逐渐增加，其对电网的影响越来越大。电网清洁能源的分类、分布和运行管理现状，统计了电网统调清洁能源装机容量，分析存在的问题并从能源类别和能源综合管理角度提出开发建议。

参考文献：

[1]广西电网电力调度控制中心.广西电网清洁能源现状及发展规划情况[R].南宁：广西电网电力调度控制中心，2011.

[2]汪明清.贵州电网清洁能源现状及发展规划情况[R].贵阳：贵州电网公司电力调度控制中心，2011.

[3]广东电网电力调度控制中心.广东电网清洁能源现状及发展规划

情况[R].广州：广东电网电力调度控制中心，2011.