智能電網(wǎng)及其在新能源發(fā)電中的應(yīng)用分析

陳湘龍

摘要：可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)一直以來(lái)是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的基本要求智能電網(wǎng)也不例外新能源發(fā)電既可以解決當(dāng)前的能源危機(jī)漢可以減少環(huán)境污染相信通過(guò)國(guó)家，社會(huì)各界人士的共同努力我們一定能通過(guò)智能電網(wǎng)為新能源發(fā)電開(kāi)辟一片新的天地為21世紀(jì)的能源史、人類(lèi)的發(fā)展史書(shū)寫(xiě)下光輝篇章鑒于此，本文主要分析智能電網(wǎng)及其在新能源發(fā)電中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);新能源發(fā)電;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、智能電網(wǎng)概念及發(fā)展現(xiàn)狀

（1）智能電網(wǎng)的概念。電網(wǎng)公司對(duì)中國(guó)智能電網(wǎng)有一個(gè)概述：智能電網(wǎng)要求發(fā)、輸、變、配、用電各個(gè)環(huán)節(jié)都能得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，每個(gè)點(diǎn)上的電流和信息得到雙向流動(dòng)，通過(guò)通信系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)上的各個(gè)設(shè)備及用戶(hù)無(wú)縫連接和實(shí)時(shí)互動(dòng);在發(fā)生電力故障時(shí)，電網(wǎng)具有足夠的自愈能力保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（2）新能源在智能電網(wǎng)發(fā)展中的地位。國(guó)際上發(fā)展智能電網(wǎng)的初衷也許不盡相同，但是有一個(gè)共同點(diǎn)就是都把新能源的發(fā)展涵括進(jìn)來(lái)并把新能源的利用作為了智能電網(wǎng)發(fā)展的核心部分。電網(wǎng)公司正在實(shí)施“一特四大”的發(fā)展戰(zhàn)略，將電網(wǎng)建設(shè)成為以特高壓為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，促進(jìn)大煤電、大水電、大核電和大型可再生能源基地的集約化開(kāi)發(fā)利用。

（3）新能源發(fā)電對(duì)智能電網(wǎng)的影響。中國(guó)的風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電得到了大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)一次能源的發(fā)電比例將呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，而風(fēng)能發(fā)電將得到大幅度的提升?？梢灶A(yù)見(jiàn)，新能源電力必將成為主流能源。

2、智能電網(wǎng)與新能源發(fā)電二者之間的相互關(guān)系

2.1、新能源開(kāi)發(fā)推廣是智能電網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動(dòng)力

近些年來(lái)，能源危機(jī)已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題，同時(shí)化石能源的大量消耗也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。在這樣的時(shí)代背景下，積極發(fā)展新能源是可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能電網(wǎng)作為未來(lái)社會(huì)能源基礎(chǔ)設(shè)施，必須順應(yīng)歷史發(fā)展的要求?；诖?，想要實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電，必須構(gòu)建高效、安全、堅(jiān)強(qiáng)、可靠的智能電網(wǎng)，換而言之，智能電網(wǎng)的發(fā)展必須和新能源發(fā)展相適應(yīng)。

2.2、智能電網(wǎng)構(gòu)建是新能源革命的基礎(chǔ)

風(fēng)能、光能等新能源發(fā)電都具有隨機(jī)性和間歇性，傳統(tǒng)電網(wǎng)根本無(wú)法適應(yīng)新能源發(fā)現(xiàn)這種模式，只有構(gòu)建智能電網(wǎng)才能使新能源發(fā)電成為可能。一方面，智能電網(wǎng)可以對(duì)間歇性新能源發(fā)電的峰和谷做出即時(shí)反應(yīng)。在智能電網(wǎng)中，通信系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)可以將所有元件連接在一起，對(duì)不同地區(qū)的供電進(jìn)行平衡。通過(guò)接通當(dāng)?shù)胤植际桨l(fā)電和其它發(fā)電資源網(wǎng)絡(luò)的方式根據(jù)間歇性新能源發(fā)電的峰和谷作出適應(yīng)性調(diào)整。另一方面，智能電網(wǎng)可以充分發(fā)揮出新能源發(fā)電的效能，智能電網(wǎng)的構(gòu)建加強(qiáng)了供電企業(yè)和用戶(hù)之間的聯(lián)系，用戶(hù)可以自行選擇不同價(jià)格的電力，這樣一來(lái)，在間歇性新能源發(fā)電的低谷期，就可以通過(guò)提高電價(jià)的方式降低電力需求，并在電力供應(yīng)充足時(shí)回調(diào)，這樣就可以保障系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上推廣新能源。

3、智能電網(wǎng)在新能源發(fā)電中的具體應(yīng)用分析

3.1、智能電網(wǎng)使新能源發(fā)電更穩(wěn)定

電力生產(chǎn)過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的發(fā)電和負(fù)荷及損耗之間必須時(shí)刻保持基本平衡而電網(wǎng)中用戶(hù)對(duì)電力的需求卻隨著時(shí)間及氣象因素的變化而變化傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)可控發(fā)電機(jī)組（如水電、火電）的出力來(lái)維持系統(tǒng)發(fā)電和負(fù)荷之間的平衡但由于新能源發(fā)電大多受氣候和天氣影響較大，其出力難于控制在新能源發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展的大背景下加果能在風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備備用儲(chǔ)能裝置第一可以解決新能源發(fā)電自身出力不可控問(wèn)題通過(guò)儲(chǔ)能元件對(duì)機(jī)組的出力曲線進(jìn)行調(diào)整減少出力變化對(duì)電網(wǎng)的沖擊第二可以在電力充沛時(shí)，存電能在負(fù)荷高峰期釋放電能達(dá)到削峰填谷、減少電力系統(tǒng)備用需求的作用根據(jù)所轉(zhuǎn)化的能源類(lèi)型不同，目前主要的電能存儲(chǔ)形式可分為機(jī)械儲(chǔ)能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、電化學(xué)儲(chǔ)能（如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎬電池等）、電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器等）和相變儲(chǔ)能四類(lèi)

3.2、智能電網(wǎng)使新能源發(fā)電更經(jīng)濟(jì)

由于我國(guó)新能源分布與負(fù)荷需求呈現(xiàn)逆向分布的特點(diǎn)要將新能源所發(fā)出的電能輸送到相應(yīng)負(fù)荷需求區(qū)不可避免地會(huì)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電因此加何針對(duì)新能源發(fā)電的特點(diǎn)減少此過(guò)程中的輸電損耗將是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。針對(duì)間歇性新能源出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性采用新能源基地輸電規(guī)劃是一個(gè)較為可行的方案在保證系統(tǒng)安全性的同時(shí)適當(dāng)選擇供電距離和接入電壓等級(jí)把相似電源特性的電站“打捆”后集中外送，能夠提高經(jīng)濟(jì)性能考慮不同新能源間以及新能源與常規(guī)能源間的合理配比對(duì)大規(guī)模新能源的送端電源結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行優(yōu)化并“打捆”送出河以平滑間歇性新能源的出力波動(dòng)并提高傳輸通道的利用率。

3.3、利用智能電網(wǎng)提高新能源發(fā)電調(diào)度的準(zhǔn)確性

首先，智能電網(wǎng)可以對(duì)大規(guī)模新能源發(fā)電功率進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，這可以為電力生產(chǎn)和消耗的動(dòng)態(tài)平衡提供依據(jù)，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。部分新能源，如風(fēng)力、太陽(yáng)能等，在發(fā)電的過(guò)程中，其輸出功率往往具有較強(qiáng)的波動(dòng)性，將其和常規(guī)能源發(fā)電并網(wǎng)之后，將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響，為了最大程度的降低這種波動(dòng)帶點(diǎn)來(lái)的影響，就需要引入大規(guī)模新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，推動(dòng)新能源發(fā)電的普及。

其次，虛擬發(fā)電廠。虛擬發(fā)電廠即是指一系列分布式發(fā)電和可控負(fù)荷的集合，該集合由一個(gè)中央控制中心統(tǒng)一調(diào)控。在這種統(tǒng)一調(diào)控模式下，交易中心和調(diào)度中心不需要分別采集每個(gè)分布式發(fā)電資源的信息，通過(guò)對(duì)虛擬發(fā)電廠中央控制中心的調(diào)控就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)分布式發(fā)電資源的調(diào)控。

4、發(fā)展新能源電網(wǎng)的新技術(shù)

（1）大力發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)。隨著新能源的日益普及以及電網(wǎng)調(diào)峰、提高電網(wǎng)可靠性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要性日益凸顯。電力儲(chǔ)能技術(shù)為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、解決電量供需不平衡矛盾和提高供電可靠性問(wèn)題提供了一攬子解決方案。采用大規(guī)模儲(chǔ)能裝置，提高現(xiàn)有電力設(shè)備的利用率和供電可靠性，降低發(fā)電煤耗、供電線損。

（2）超導(dǎo)技術(shù)。超導(dǎo)電力技術(shù)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、大容量輸送和短路故障保護(hù)等方面的應(yīng)用具用顯著的優(yōu)勢(shì)，因而，如果超導(dǎo)技術(shù)能夠在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用將引起電力行業(yè)的重大變革，也為新能源電網(wǎng)的發(fā)展提供先進(jìn)的技術(shù)力量。通過(guò)試點(diǎn)和示范工程加速超導(dǎo)電力技術(shù)在我國(guó)電力實(shí)用化進(jìn)程。

（3）輸能管網(wǎng)技術(shù)。輸能管網(wǎng)技術(shù)的核心理念就是利用同一超導(dǎo)管線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)輸電和液態(tài)氫的同時(shí)輸送。利用高壓直流超導(dǎo)電纜輸送電能，而液態(tài)氫在電纜芯的管道中流動(dòng)。

總之， 21 世紀(jì)，隨著傳統(tǒng)能源的日益減少和環(huán)境污染、氣候惡化等難題，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用新能源引起各國(guó)重視。由于受自然因素的影響，風(fēng)能和太陽(yáng)能等發(fā)電的輸出功率出現(xiàn)間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，所以在接入電網(wǎng)、電力調(diào)度和能源消納等方面帶來(lái)了一系列新問(wèn)題。為了保障電網(wǎng)的安全性、可靠性，智能電網(wǎng)的理念應(yīng)運(yùn)而生。因此，本文的研究也就顯得十分的有意義。

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