大規模新能源電力安全高效利用基礎問題

馬俊強

中民新能電力工程有限公司

大規模新能源電力安全高效利用基礎問題

馬俊強

中民新能電力工程有限公司

隨著近年來我國國民對能源消耗水平的不斷提高，我國的電力新能源開發、生產以及使用都取得了現實性的發展成果。但盡管如此，當下我國的電力新能源的生產量還遠遠不能達到使用標準，存在嚴重的供不應求。同時由于，電力新能源是近年來才開始著手建設的工程，與國外一些發達國家相比，起步較晚、經驗尚不豐富，在這樣的背景下，如何高效安全的應用電力新能源也是當下需要攻克的重點工作。本文將根據當下我國電力新能源開發利用現狀，結合筆者的工作經歷，分析當下我國電力新能源高效安全利用存在的一些制約因素以及解決措施。

新能源；電力；安全高效

隨著全球經濟一體化的形成，科學技術的不斷進步，我國越來越重視能源問題，在新能源的開發和利用上有所突破。為促使我國成為能源節約型的社會主義國家，其必須提高能源利用率，以體現新能源的價值。在我國經濟不斷增長，人們生活水平越來越高的形勢下，電力行業的發展迎來了新的挑戰，為適應新時期的社會要求，其必須充分利用新能源，實現電網的自動化，以滿足人們的用電需求。在我國智能電網的建設中，大規模新能源電力的安全性和高效性，已成為其重要的研究課題，備受關注。

1 新能源電力開發的意義

所在我國大力新能源電力發展清潔能源及可再生能源，不但促進了我國能源結構的優化，增強電力能源供給能力，還可緩解因傳統煤﹑石油等發電帶來的環境污染壓力。在我國經濟發展的征途中電力能源的供給能源供應結構里絕大部分是煤炭﹑石油﹑天然氣等不可再生能源的發電。不但導致了我國環境污染惡化，還嚴重制約了其他能源的發展。風電資源量在我國高達十億千瓦，而當前僅僅開發利用了數百萬千瓦，顯然造成了風能的巨大浪費。新能源電力的大規模開發利用能有效促進我國電力能源的健康可持續發展。消減我國能源利用結構不科學﹑不合理的弊端。我國發電企業多使用傳統的發電模式消耗多﹑浪費多﹑污染多。風能﹑潮汐能﹑太陽能﹑瓦斯等新能源是利用科學新技術﹑新措施﹑新設備對風﹑潮汐﹑太陽的能力系統地開發利用的可再生能源，對實現國家的能源發展戰略，提高目前能源的利用率，消減石化能源的利用量；快速調整我國的能源結構不合理現狀，實現電力能源的可持續發展。

2 大規模新能源電力系統的特點

所謂電力系統是一種生產電能的消費系統，其包含了發電和輸電過程，具備配電和用電功能，將能源轉換為電能后利用輸電設備來供用戶使用。其具有供求與需求平衡的特點。在新能源電力系統中，無法大量儲存能源，為加強對電源側的有效控制，其必須制定科學的中長期負荷預測，優化機組調度，以實現發電控制的自動化，從而為電網的穩定性提供重要的保障。利用風能和太陽能這種新型能源來進行發電，不同于過去傳統的水能﹑核能發電，其難以儲存，無法對電能的輸出進行控制。這種一次能源具有隨機波動性，是電能隨機波動的決定性因素。在新能源電力系統中，其電源側不僅具有傳統電力系統中的電源，還具有新的虛席部分的電源，其基本特點就在于具有響應負荷側的能力，可影響電源側功率的隨機波動性。

3 優化新能源電力安全高效利用基礎

3.1 優化負荷響應

近年來隨著新能源電力開發利用技術的不斷發展，新能源電力系統對一些較大負荷都有了一定的調節能力，但新能源電力系統對外界環境的抗干擾能力顯然還不夠。一旦外界對其產生了較為嚴重的干擾，對電力系統的安全性產生嚴重的影響。甚至在情況嚴重時，還會導致整個新能源電力系統的功能癱瘓。所以，還必須加強對調峰技術的升級研究，提高系統的調峰能力。同時還需要充分應用新能源發電設備的集中布局，充分發揮使用距離優勢，全面提高新能源電力的高效利用。同時分區域與遠距離解耦連接輸送電力，也能提高電力資源的高效傳送，同時有效規避掉部分區域電力系統不穩性以及波動性。

3.2 提高電源響應

提高電源響應的重要手段就是積極引進外援﹑引進國外先進新能源發電﹑輸配電及平抑電力波動的新技術，提高新能源能量的發電效率，才能確保新能源電網中電力供給的安全運行。以太陽能的光電轉化率僅為百分之20為例，可見太陽能發電的效率不高，資源浪費嚴重。因此優化發電設備﹑設施提高新能源電力系統的能量轉化率是當前我國新能源電力急需解決的問題。引進國外先進的新能源電力發電輸配電系統，目的在于提高其效率，降低新能源開發利用的成本。引進先進的外國技術對提高我國新能源的利用和管理﹑控制新能源電力系統波動性較強的特性都具有重大現實意義。

3.3 加強電網控制，做好安全防御工作

在保障新能源電力系統的完美運行中，必須重視電網控制和安全防御的因素。先進的電網控制和有效的安全防御，能突破電網輸送極限，對電力系統的安全工作具有巨大的積極影響作用。二十一世紀是一個信息化時代，計算機信息技術全面普及于各大領域，電力行業也不例外。近年來，我國電網建設不斷朝著智能化方向發展，其信息化程度越來越高，為新能源電力系統提供了科學的數據信息，有利于加強電力系統的控制，提高電力系統的安全防御系數。

3.4 采用就地消納方式，改進能源儲存技術

為解決大規模新能源電力發展中的能源消納問題，必須進行就地消納，以促進新能源電力系統的消納能力，加強對電力系統的控制，保障電力系統運行的穩定性。另外，要不斷地創新能源儲存技術，已解決其平抑問題。在電力系統受到干擾時，能有效的控制能量，防止電力系統的運行出現問題。

總體來說，新能源電力受到諸多因素的影響。新能源發電輸出功率的不斷變化會導致其發電量的不穩定，對饋入電網的諧波會產生一定的影響。同時新能源電力通常會改變電網的潮流方向，對輸送電網的規劃﹑電力的調度﹑配電﹑用電等都會產生嚴重的影響。但是新能源系統具有再生﹑可操作性，同時也具備一定的延遲性。這樣就為電力系統之間的互補提供了支持。通過電力系統的多元互補與協調控制可有效平衡多種電力系統的電力輸出，從而提高和穩定電力的輸出功率。

[1]樊位寧.大規模新能源電力安全高效利用亟待解決的基礎問題[J].科技展望，2015，22：85.