智能電網及其在新能源發電中的應用

永珍

摘要：新能源的迅猛發展，給現有電網帶來了新的嚴峻挑戰。風能、太陽能發電具有隨機性和間歇性，這無疑使電網運行控制的難度和安全穩定運行的風險明顯增大；核電的可調節能力較差，發展核電也需要堅強電網的支撐。這些新的問題使電網升級改造迫在眉睫，也為智能電網在新能源發電中的應用奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：智能電網；新能源；影響

當前，隨著化石能源的日益枯竭和環境問題的日趨嚴重，開發使用新能源是世界能源發展的新趨勢。2009年9月4日，國家發展改革委員會向全社會公布了《可再生能源中長期發展規劃》。規劃提出，到2020年可再生能源消費量占能源消費總量的比重將達到15%，形成以自有知識產權為主的可再生能源技術裝備能力。

1.智能電網概述

基于當前的物理電網，與現代化電網運行技術相互結合，構建全新的電網，這就是智能電網。在智能電網中，最大的優勢就是高度的智能化與自動化技術，完美結合電子科技與計算機技術，對通訊技術與信息技術進行合理運用，全面優化電力系統。對智能電網的運用可以保證電力資源得以有效節約，并且實現優化配置，確保電力系統的供電更加安全，運行更加可靠，使得電力應用更加高效與環保，不斷滿足人們對于電力的需求。

自2002年以來，美國實現了智能電網技術工作，構建現代化智能電網，而且，電力公司也采取了相應的自動化感應裝置。通過對計算機的合理控制，使得電路運作更加智能化。由于我國智能電網研究的發展時間較短，然而起點很高。截止目前，我國很多城市都已經實現了智能電網的應用，使得電力通訊以及電能的遠程控制都能夠滿足最基本的要求。

2.智能電網條件下新能源的規劃發展

（1）新能源儲量巨大普遍具備可再生特性，可以為人類生產生活提供持續不斷的動力。比如，據相關資料顯示：陸上估計能夠開發利用的風力資源儲量為253GW，而截止到2010年開發利用的風能僅達到4GW，預計到2020年這個數字將會達到20GW；而太陽能光伏并網和離網應用量也在大幅度增加，預計到2020年可以從原來的0.03GW增加到1-2GW。

（2）新能源的能量密度分布相對比較低，大力開發和利用新能源資源可能會需要比較大的空間。

（3）新能源大部分屬于綠色無污染的能源，產生較少的污染排放物，對環境影響小，尤其是對溫室效應的影響幾乎可以忽略不計。

（4）新能源分布范圍較廣，難以大規模集中利用，小規模分散開發利用可能是比較明智的選擇。

（5）間斷式供應，穩定性較差，持續利用存在較大困難。

（6）新能源除水力發電外，開發和利用新能源資源的成本會比普通的常規能源高。

3.智能電網在新能源發電中的應用

3.1太陽能發電并網

以太陽能發電為例，目前有兩種作法，一是并網發電，蓄電——變電——輸電，進電網后還要二次變電和經過配電后供給用戶；另一種方式，就是孤島形式，一戶一系統，自裝自用，難以擺脫靠天發電，靠天用電的限制，為了改善應用效果，只有加大投資，增大太陽能發電設備，增加蓄電池容量，這樣的結果是好天時浪費，壞天氣又不夠用，而且，用電大時不夠用，不用電時還需要放電，對用戶用電來說沒有保證。另外，太陽能、風能發電受天時，地理，環境的影響很大，極度不穩定，不穩定的，斷續的電能進入電網，會造成諧波、增大損耗、降低電能質量，為此特提出以下設想：

（1）設置智能檢測裝置，時刻檢測電能量，過大時自動中斷發電或者將多余電能傳送給持續耗能裝置，保證電能的穩態輸出，利用適當的電力系統，濾除劣質電能，保證電力質量。

（2）開發新的中小型電能存儲設備，將新能源發出的電全部存儲，再儲能裝置內經過適當的處理，達到穩定、優質的標準后，一次性輸入電網，投入大規模使用。

（3）將太陽能發電與風能發電結合起來，兩者相輔相成，互相補充，揚長避短，在太陽能發電過量時，輸給風力發電機，保證風力發電的連續性、穩定性、可靠性。風能對于太陽能也能達到優勢互補的作用。

（4）大規模試用和改進混合電力智能調配技術，從技術上和實踐上都很好地實現多能源電力輸入，多電源電力輸出，智能化節點，數字化互連，節點間自由互連，資源自動調配與共享，自動構建形成微網且可多微網互連、互通；也可以作為電網單一可控的獨立用戶系統很好的與大電網相連，解決了分布式能源接入電網的難題，實現電能互補，增強大電網和微網兩個方面的性能魯棒性及改善黑啟動能力。

3.2發展核電

核電是綠色發電，經濟性好，是解決中國能源電力需求和電力產業結構調整的戰略選擇。要高度重視核電安全，強化核安全文化理念。要加快核電發展體制機制創新，確保高效發展核電。要合理布局，規劃建設“東中部核電帶”，內陸省份也要布局建設核電。

3.3發展使用儲能技術

具備智能電網所需要的儲能能力的儲能裝置需要就以下幾個方面進行限定：第一，能量密度方面，需要具備小體積、大能量的特點。第二，功率密度方面，對于突變情況的響應速度快。第三，儲能效率高。第四，環境適應性強，能夠適應特殊環境。第五，儲能的容量大，能夠適應新能源間歇性及不穩定性的特點。

4.結語

可靠、優質、經濟一直以來是對電網運行的基本要求，智能電網也不例外；新能源發電既可以解決當前的能源危機，又可以減少環境污染。相信通過國家，社會各界人士的共同努力，我們一定能通過智能電網為新能源發電開辟一片新的天地，為21世紀的能源史、人類的發展史書寫下光輝篇章。