新能源大规模接入对电网安全稳定运行的影响分析

运营探讨

新能源大规模接入对电网安全稳定运行的影响分析

尹丽

（国网湖南省电力有限公司郴州供电分公司，湖南

新时期，能源资源紧缺、环境污染、气候变化等问题逐渐受到人们的广泛关注。因此，应高度重视对于

新能源的开发利用，促进能源战略转型发展。基于此，对新能源大规模接入对于电网安全稳定运行所造成的不良影

响进行分析，并对基于新能源大规模接入的电网安全稳定控制系统进行详细探究。

新能源发电；电网；接入；安全

Analysis of the Impact of Large-scale Access of New Energy on the Safe and Stable

Operation of Power Grid

YIN Li

Chenzhou Power Supply Branch of State Grid Hunan Electric Power Co.

and resources shortage，environmental

other issues have gradually been widely concerned by people. Therefore

development and utilization of new energy to promote the transformation and development of energy strategy. Based

 2020年6月25日第37卷第12期

·　２５９　·

Telecom Power Technology

Ｊｕｎ．　２５，２０２０，Ｖｏｌ．　３７　Ｎｏ．　１２　

尹 丽：新能源大规模接入对 电网安全稳定运行的影响分析

际条件，合理确定风电及光伏电站高频保护值，一旦

出现异常的高频故障，相关的工作人员需要采取连锁切机的手段予以处置。

1.3 新能源接入系统故障之后的孤岛问题

当新能源接入电网后，如果在电网运行中发生故障问题，则新能源系统会与电网自动脱开，进而导致新能源系统发生孤岛现象，系统运行波动情况明显。另外，如果系统中出现过电压情况，则孤岛系统也可处于波动中，最终导致系统中各类元件失效。1.4 新能源接入系统潮流的影响

较大规模的风电及光伏都是利用330 kV 电网接入系统中的，其中光伏发电主要是利用2回330 kV 线路接入330 kV 的变电站中，而较大规模的风电场主要是利用3回330 kV 输电线路接入变电站中，之后利用相应线路进行外送。表1展示了某地区不同运行方式下主要输电通道潮流分布的基本情况。

表1 不同运行方式主要线路潮流分布（MW ）

运行方式750 kV 线路

330 kV 线路1

330 kV 线路2

330 kV 线路3

330 kV 线路4

新能源未接入8802102310风电单独接入1 54680680535300光伏单独接入1 7501 190-98202430风电和光伏同时接入

2 432

1 190

581

625

410

由表1可知，相对于没有新能源接入的情况，在光伏单独接入的情况下，线路潮流增加较多，造成此现象的主要原因在于大规模光伏投运后一定要利用330 kV 线路1实施双回路外送。而对于下游外送通道来说，大多数潮流都是利用750 kV 线路进行外送，而其余330 kV 线路潮流增加相对较小。相对于没有新能源接入的情况，在风电单独接入的情况下，大规模风电投入运行后330 kV 线路2和线路3潮流均增加很多，主要是由于这两条线路都是风电的外送途径。风电大规模投运后，绝大多数（超过60%）潮流都利用750 kV 线路向外输送，而剩余部分则利用330 kV 线路进行外送。

2 基于新能源大规模接入的电网安全稳定控制系统

新能源大规模接入电网后，为了保证电力系统运行的安全性和可靠性，可创建并利用新能源安全稳定控制系统，充分发挥切机、切负荷、提升直流功率以及快速减出力等作用。通过采用通信网络，能有效连接多个厂站中的安全稳定控制装置，进而严格控制整个电力系统的运行稳定性。

2.1 新能源安全稳定控制系统结构

安全稳定控制系统含有多个稳定控制装置，通过光纤通道将其连接成为整体结构。新能源安全稳定控制系统主从式单层结构如图1所示，需设置主站及子站，其中主站是安全稳定控制系统结构的核心部分，而子站则可作为执行层。

在安全稳定控制系统的实际应用中，可设置主从式单层结构或者复合结构形式，系统复合结构形式如图2所示。主站数量要求控制在2个以上，在所有子站运行中，可接收来自各个主站的通信数据。

图1 新能源安全稳定控制系统主从式单层结构

图2 新能源安全稳定控制系统复合结构

2.2 站点结构

在安全稳定控制系统中，主站及子站的硬件结构相同。此外，不同站点设置情况均相同，即1台主机及多台从机[4]。2.2.1 主站情况

在系统应用过程中，主站主机可以与子站保持顺利通信，而且能顺利地接收搜集的数据。在系统运作期间，如果出现事故，那么主机将立刻接收动作信号，再向子站输送跳闸指令。在主站中，从机的作用比较多，具体包括收集数据、计算数据、数据报送、判断接入间隔电压以及与主机通信等。2.2.2 子站情况

在子站中，主机可与主站中的装置保持正常通信，可接受由主站所发出的指令，并接受由本站从机所采集的数据；通过对数据进行采集、计算和分析，能准确判断接入间隔电压，并将动作上报至主机。在系统规划安装中，相关的工作人员需要依据现实状况明确主站及子站的安装位置。针对主站，相关的工作人员

可以把主站安装在系统侧变电站；针对子站，则可将其安装在新能源侧站点。在主站与子站之间，可通过光纤通信方式进行连接。此外，在站与站以及站内，

新能源接入电网安全稳定控制系统由主站系统、子站系统共同构成，主站系统能精准地评判系统侧继电保护动作、断路器跳闸及过频动作等。如果出现新能源孤岛现象，则主站系统能为子站系统提供相应的指示，再在短时间内中断小电源，防止其对系统侧电网二次保护控制系统带来负面影响，也能避免给现场施工人员的生命安全构成不良威胁，保证电网运行稳定性。在整个系统中，子站的作用在于执行主站所发出的远跳命令，接收主站命令后需进行判断分析，再将新能源大规模接入电网后，可能会对电网运行安全性和稳定性造成不良影响。就新能源接入电网后对于电网安全稳定运行效果的影响以及具体的控制策略进行探究至关重要。

参考文献：

[1]张

系统调峰能力与常规电源开机方式关系研究

科技与环保，

[2]何正友

讨[

[3]李明节，于

的复杂振荡问题及其对策研究

41（

[4]胡文丽，崔鸿斌，李士林，等

电网的利弊及对策探讨

199-200.

[5]王晓东，赵若瑜

的挑战和对策

（上接第257页）