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[摘 要]我国作为能源消耗的大国，开发和利用新能源进行生产是保障能源储备量以及实现社会可持续发展的基础，但是由于新能源并网发电尚且处于发展的初期阶段，具有很多的不足之处，这就需要相关工作人员及时对其进行完善，最终达到促进社会可持续发展的目的。本文针对新能源电厂并网安全管理及消纳进行了探讨。
[关键词]新能源；电厂并网；安全管理；消纳
中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0135-01
1 新能源并网发电对电压的影响
1.1 新能源并网发电对电网频率的影响
在电力系统运行的过程中，频率異常是比较少见的情况。以光伏发电来说，在其发电站容量比较小的时候，即使在多台机组投切时也不会导致电网频率越限。但是由于新能源发电过程中，其机组出力是具有一定随机性的，因此伴随着电网总发电量中新能源发电量比例的不断提升，电网中是有可能出现频率波动的，实践及理论也很好地证明了这一点，这种电网频率的问题会对电力系统以及其用户造成不好的影响。
1.2 电网电压的闪变
造成电网电压闪变的主要原因是由于新能源并网发电站中机组开机、停机和投切发电站的补偿电容器，作为引发电网电压闪变的直接因素，新能源并网发电站在进行输出时功率的波动对电能质量有着直接的影响，而造成输出功率出现波动的主要因素则是风速的变化，因为风速湍流的强大和电压的闪动是成正比的。
1.3 馈线稳态电压
投切电容器以及对有载调压的变压器分接头进行调节是我国电力系统调节电压的主要措施，除此之外，很少对其他动态无功的调节设备进行配置和运用。如果新能源并网发电能在接入电网时占据较大的比例，那么新能源并网发电站功率的波动性会导致线路负荷潮流产生较大的波动，从而加大了电网在正常运行的过程中对电压进行调整的难度，导致原有的调节电压的方案无法满足新能源并网发电站对电网电压提出的要求。
2 新能源电厂并网安全管理策略
2.1 科学预测发电功率
风电接入下，较多如电网适应性差、调峰等问题日益明显，国内较多地区频繁发生风电场被限制出力情况。在此背景下，如何做好风电随机性的控制以及可调度电源的转换，成为风力发电需考虑的主要问题。现行关于发电功率的预测，常见的方法主要以NWP模型构建，其可预测短时间内的发电功率，具体预测中，要求以NWP系统预测结果为依据，对天气数据如气温、气压、风向以及风速等进行判断，在此基础上结合风机周边情况，使机组轮毂高度相关信息被预测，最后配合相应的功率曲线，可使输出功率结果被推测出来。采用这种方式，对于以往不同天气条件下预测偏差问题，都能够有效解决，预测精度较高。
2.2 并网调试
调试是新能源电网并网的核心步骤，其一般要求做到如下几点：一是新能源电网在一切安装就绪后，先开展试验，再以书面形式向发展策划部申请并网，之后再由专业主管部门处理；二是专业主管部门分别从工程名称、范围和计划投运日期等方面对并网申请书进行审查；三是专业主管部门组织填写新能源发电机组并网准备表；四是调控机构对新能源发电机组的并网条件进行核实，并在核实通过后，按国家规定对新能源发电机组依次实施并网调试和并网运行试验；五是调控机构审查调试结果。
2.3 试运行
新能源电厂并网在正式运行前，一般应按如下要求进行试运行：一是调控机构按要求审查新能源发电机组的并网调试结果，并以书面形式将审查结果反馈至发展策划部；二是新能源发电机组在开机后试运行168h；三是除光伏和风电以外，其余新能源发电机组应将燃料库每日的库存量上报至调控机构，以便调控机构编写发电计划；四是在试运行中，新能源电厂应全程观察发电机组的运行状态，一旦发现运行异常，应在获得调控机构的调度许可后进行处理；五是为了保证电网的稳定运行，调控机构应以当前的运行方式为依据布设发电机组的上网线路。如此一来，当新能源发电机组的试运行指标完全达标以后，便可将其投入到商业化运行中。
3 新能源消纳问题机理分析
3.1 新能源参与下的时变电力系统平衡调节问题
由于风、光的资源特性，新能源出力存在随机性和波动性。风电日波动最大幅度可达装机容量的80%，且呈现一定的反调峰特性。光伏发电受昼夜变化、天气变化、移动云层的影响，同样存在间歇性和波动性。
新能源高比例接入电力系统后，增加了系统调节的负担，常规电源不仅要跟随负荷变化，还需要平衡新能源的出力波动。新能源出力超过系统调节范围时，必须控制出力以保证系统动态平衡，就会产生弃风、弃光。新能源消纳问题与系统调节能力密切相关。
3.2 市场化机制缺失制约新能源消纳
火电发电计划刚性执行挤占新能源发电空间。长期以来，我国发电量主要实行计划管理，各地政府年初确定各类电源的年发电计划，按照监管要求，全年发电量不得超过年度计划的±2%。电网调度只能在计划框架下，通过局部优化争取多接纳新能源，调整空间小、效果有限。火电调峰能力得不到充分调用。在现行体制机制下，发电量是各类机组收益的主要来源，由于调峰损失电量且无法获得合理补偿，火电企业普遍不愿主动参与调峰。虽然2008年国家出台了相关辅助服务细则，但规定的补偿标准低，无法调动火电企业参与调峰的积极性。
新能源跨省消纳存在省间壁垒。我国电力长期以来按省域平衡，风电等新能源以就地消纳为主，缺乏跨省跨区消纳政策和电价机制。特别是近期电力供大于求，新能源由于没有配套的国家计划，加之出力具有随机性，带来辅助服务问题，跨省消纳的壁垒更加突出。存在需求侧资源利用程度较低，需求侧响应价格机制不完善，上网侧分时电价政策缺位（仅少数省区的部分机组执行）等问题，这导致销售侧分时电价与上网电价缺乏及时有效联动。峰谷电价比价低，对用户低谷用电激励不足，需求侧资源主动参与系统调节的意愿不高，对新能源消纳贡献有限。
4 新能源消纳解决措施
4.1 要加强统筹规划
当前正值编制国家“十三五”能源电力规划的关键时期，建议统筹新能源与消纳市场，统筹新能源与其它电源，统筹电源与电网，改变过去各类电源各自为政，只发布专项规划的做法，实现电力系统整体统一规划。
4.2 加强市场化建设
落实国家深化电力体制改革相关要求，合理确定政府、发电企业、电网企业和用户等各方主体在新能源消纳中的责任和义务，建立有利于新能源消纳的市场化机制。
4.3 建立健全新能源电力交易机制
放开省内发用电计划，除国家指令性计划和政府间框架协议电量，完全放开省间交易。建立全国范围内的可再生配额制度，鼓励发电集团内部通过新能源与火电电量置换完成配额指标。加快建设全国范围的中长期市场、现货市场和辅助服务市场，逐步将发电权交易、直接交易等交易机制纳入成熟的电力市场体系中。
结束语
综上所述，我国现阶段的新能源电厂并网安全管理及消纳还存在着一些问题，这会对电力系统的正常运行产生较大的威胁。所以，为了保证新能源发电并网能促进我国电力系统稳定发展，相关部门的工作人员应该不断改进和完善有关的技术标准，为广大群众提供安全稳定的电力资源。
参考文献
[1] 杨高奎.关于新能源电厂并网安全管理及消纳的探讨[J].国网技术学院学报，2014（05）：38-43.
[2] 王爱珍.关于新能源电厂并网安全管理的探讨[J].科技尚品，2015（11）：19-20.
[3] 艾琳，冯艳虹，郑兰，郭艳芬，张道农.智能电网条件下新能源电厂并网设计[J].农村电气化，2016（01）：50-51.
[4] 杨逸，钟亮，吴鸣鸣.分布式新能源电厂管理模式的初步探讨[J]. 湖州师范学院学报，2014（S1）.
[关键词]新能源；电厂并网；安全管理；消纳
中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0135-01
1 新能源并网发电对电压的影响
1.1 新能源并网发电对电网频率的影响
在电力系统运行的过程中，频率異常是比较少见的情况。以光伏发电来说，在其发电站容量比较小的时候，即使在多台机组投切时也不会导致电网频率越限。但是由于新能源发电过程中，其机组出力是具有一定随机性的，因此伴随着电网总发电量中新能源发电量比例的不断提升，电网中是有可能出现频率波动的，实践及理论也很好地证明了这一点，这种电网频率的问题会对电力系统以及其用户造成不好的影响。
1.2 电网电压的闪变
造成电网电压闪变的主要原因是由于新能源并网发电站中机组开机、停机和投切发电站的补偿电容器，作为引发电网电压闪变的直接因素，新能源并网发电站在进行输出时功率的波动对电能质量有着直接的影响，而造成输出功率出现波动的主要因素则是风速的变化，因为风速湍流的强大和电压的闪动是成正比的。
1.3 馈线稳态电压
投切电容器以及对有载调压的变压器分接头进行调节是我国电力系统调节电压的主要措施，除此之外，很少对其他动态无功的调节设备进行配置和运用。如果新能源并网发电能在接入电网时占据较大的比例，那么新能源并网发电站功率的波动性会导致线路负荷潮流产生较大的波动，从而加大了电网在正常运行的过程中对电压进行调整的难度，导致原有的调节电压的方案无法满足新能源并网发电站对电网电压提出的要求。
2 新能源电厂并网安全管理策略
2.1 科学预测发电功率
风电接入下，较多如电网适应性差、调峰等问题日益明显，国内较多地区频繁发生风电场被限制出力情况。在此背景下，如何做好风电随机性的控制以及可调度电源的转换，成为风力发电需考虑的主要问题。现行关于发电功率的预测，常见的方法主要以NWP模型构建，其可预测短时间内的发电功率，具体预测中，要求以NWP系统预测结果为依据，对天气数据如气温、气压、风向以及风速等进行判断，在此基础上结合风机周边情况，使机组轮毂高度相关信息被预测，最后配合相应的功率曲线，可使输出功率结果被推测出来。采用这种方式，对于以往不同天气条件下预测偏差问题，都能够有效解决，预测精度较高。
2.2 并网调试
调试是新能源电网并网的核心步骤，其一般要求做到如下几点：一是新能源电网在一切安装就绪后，先开展试验，再以书面形式向发展策划部申请并网，之后再由专业主管部门处理；二是专业主管部门分别从工程名称、范围和计划投运日期等方面对并网申请书进行审查；三是专业主管部门组织填写新能源发电机组并网准备表；四是调控机构对新能源发电机组的并网条件进行核实，并在核实通过后，按国家规定对新能源发电机组依次实施并网调试和并网运行试验；五是调控机构审查调试结果。
2.3 试运行
新能源电厂并网在正式运行前，一般应按如下要求进行试运行：一是调控机构按要求审查新能源发电机组的并网调试结果，并以书面形式将审查结果反馈至发展策划部；二是新能源发电机组在开机后试运行168h；三是除光伏和风电以外，其余新能源发电机组应将燃料库每日的库存量上报至调控机构，以便调控机构编写发电计划；四是在试运行中，新能源电厂应全程观察发电机组的运行状态，一旦发现运行异常，应在获得调控机构的调度许可后进行处理；五是为了保证电网的稳定运行，调控机构应以当前的运行方式为依据布设发电机组的上网线路。如此一来，当新能源发电机组的试运行指标完全达标以后，便可将其投入到商业化运行中。
3 新能源消纳问题机理分析
3.1 新能源参与下的时变电力系统平衡调节问题
由于风、光的资源特性，新能源出力存在随机性和波动性。风电日波动最大幅度可达装机容量的80%，且呈现一定的反调峰特性。光伏发电受昼夜变化、天气变化、移动云层的影响，同样存在间歇性和波动性。
新能源高比例接入电力系统后，增加了系统调节的负担，常规电源不仅要跟随负荷变化，还需要平衡新能源的出力波动。新能源出力超过系统调节范围时，必须控制出力以保证系统动态平衡，就会产生弃风、弃光。新能源消纳问题与系统调节能力密切相关。
3.2 市场化机制缺失制约新能源消纳
火电发电计划刚性执行挤占新能源发电空间。长期以来，我国发电量主要实行计划管理，各地政府年初确定各类电源的年发电计划，按照监管要求，全年发电量不得超过年度计划的±2%。电网调度只能在计划框架下，通过局部优化争取多接纳新能源，调整空间小、效果有限。火电调峰能力得不到充分调用。在现行体制机制下，发电量是各类机组收益的主要来源，由于调峰损失电量且无法获得合理补偿，火电企业普遍不愿主动参与调峰。虽然2008年国家出台了相关辅助服务细则，但规定的补偿标准低，无法调动火电企业参与调峰的积极性。
新能源跨省消纳存在省间壁垒。我国电力长期以来按省域平衡，风电等新能源以就地消纳为主，缺乏跨省跨区消纳政策和电价机制。特别是近期电力供大于求，新能源由于没有配套的国家计划，加之出力具有随机性，带来辅助服务问题，跨省消纳的壁垒更加突出。存在需求侧资源利用程度较低，需求侧响应价格机制不完善，上网侧分时电价政策缺位（仅少数省区的部分机组执行）等问题，这导致销售侧分时电价与上网电价缺乏及时有效联动。峰谷电价比价低，对用户低谷用电激励不足，需求侧资源主动参与系统调节的意愿不高，对新能源消纳贡献有限。
4 新能源消纳解决措施
4.1 要加强统筹规划
当前正值编制国家“十三五”能源电力规划的关键时期，建议统筹新能源与消纳市场，统筹新能源与其它电源，统筹电源与电网，改变过去各类电源各自为政，只发布专项规划的做法，实现电力系统整体统一规划。
4.2 加强市场化建设
落实国家深化电力体制改革相关要求，合理确定政府、发电企业、电网企业和用户等各方主体在新能源消纳中的责任和义务，建立有利于新能源消纳的市场化机制。
4.3 建立健全新能源电力交易机制
放开省内发用电计划，除国家指令性计划和政府间框架协议电量，完全放开省间交易。建立全国范围内的可再生配额制度，鼓励发电集团内部通过新能源与火电电量置换完成配额指标。加快建设全国范围的中长期市场、现货市场和辅助服务市场，逐步将发电权交易、直接交易等交易机制纳入成熟的电力市场体系中。
结束语
综上所述，我国现阶段的新能源电厂并网安全管理及消纳还存在着一些问题，这会对电力系统的正常运行产生较大的威胁。所以，为了保证新能源发电并网能促进我国电力系统稳定发展，相关部门的工作人员应该不断改进和完善有关的技术标准，为广大群众提供安全稳定的电力资源。
参考文献
[1] 杨高奎.关于新能源电厂并网安全管理及消纳的探讨[J].国网技术学院学报，2014（05）：38-43.
[2] 王爱珍.关于新能源电厂并网安全管理的探讨[J].科技尚品，2015（11）：19-20.
[3] 艾琳，冯艳虹，郑兰，郭艳芬，张道农.智能电网条件下新能源电厂并网设计[J].农村电气化，2016（01）：50-51.
[4] 杨逸，钟亮，吴鸣鸣.分布式新能源电厂管理模式的初步探讨[J]. 湖州师范学院学报，2014（S1）.