淺談新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)

李建

摘要：目前，世界各國(guó)都已啟動(dòng)新能源發(fā)展計(jì)劃。發(fā)展新能源來(lái)保護(hù)環(huán)境是目前世界各國(guó)的主要戰(zhàn)略目標(biāo)。作為一次性能源的頭號(hào)用戶，電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)該適應(yīng)新能源發(fā)展的要求，所以了解和利用新能源發(fā)電并與智能電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)十分重要。本文簡(jiǎn)要介紹了新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)，分析了新能源發(fā)電對(duì)智能電網(wǎng)的影響，論述了新能源發(fā)電接入智能電網(wǎng)技術(shù)研究的好處，希望對(duì)你有所幫助。

關(guān)鍵詞：新能源；智能電網(wǎng)；新能源發(fā)點(diǎn)；協(xié)調(diào)發(fā)展

推進(jìn)新能源發(fā)電，可以解決當(dāng)下不可再生能源緊張的問(wèn)題，并減少對(duì)自然環(huán)境的損害。智能電網(wǎng)隨著時(shí)代的發(fā)展而出現(xiàn)，如今，人們對(duì)新能源接入智能電網(wǎng)的研究也逐漸深入，傳統(tǒng)能源急劇下降，環(huán)保要求提高等諸多因素，使傳統(tǒng)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫，促使了我國(guó)新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，也為智能電網(wǎng)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。只有加快對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)用，增強(qiáng)對(duì)可再生能源的利用和開發(fā)，為可再生能源的發(fā)展提供平臺(tái)。

1 新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)

1.1 新能源發(fā)電

新能源發(fā)電是指利用可再生能源進(jìn)行發(fā)電的方式，例如利用，風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能和核能等進(jìn)行發(fā)電。比如，風(fēng)力發(fā)電，作為目前新能源開發(fā)運(yùn)用階段相對(duì)成熟的技術(shù)，具有充足的發(fā)展前景。風(fēng)力發(fā)電利用自然風(fēng)來(lái)旋轉(zhuǎn)風(fēng)車的風(fēng)頁(yè)，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子發(fā)電，是一種環(huán)保的發(fā)電方式。還有光伏發(fā)電也是新能源發(fā)電中運(yùn)用比較廣泛的一種發(fā)電方式，可以將太陽(yáng)光源直接轉(zhuǎn)換為直流電，供人類使用。光伏發(fā)電還具有噪聲低、成本少、污染小、來(lái)源多、周期短等特點(diǎn)，因此在國(guó)際上廣泛使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電。

1.2 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)就是將傳統(tǒng)物理電網(wǎng)與現(xiàn)代多種科技技術(shù)相結(jié)合的智能化形勢(shì)，使電網(wǎng)能夠更安全有效的為人類服務(wù)，滿足我國(guó)人口的用電需求。當(dāng)前，我國(guó)的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)強(qiáng)大的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)，協(xié)調(diào)其它各級(jí)電網(wǎng)的統(tǒng)一發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)信息放入自動(dòng)化和互動(dòng)的功能。例如，風(fēng)力發(fā)電后的輸送和電網(wǎng)連接的問(wèn)題一直是阻礙風(fēng)電發(fā)展的一大問(wèn)題，只有加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)，才能增強(qiáng)對(duì)可再生能源的再利用，為可再生能源的發(fā)展提供空間。

2 新能源發(fā)電對(duì)智能電網(wǎng)的影響

新能源發(fā)電雖然可以有效減少人類對(duì)不可再生能源的使用，但也存在隨機(jī)性、間歇性和非計(jì)劃性等不足。

2.1 對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響

以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電來(lái)說(shuō)，這兩種發(fā)電方式都容易受到天氣和環(huán)境的影響，具有間歇和波動(dòng)的情況發(fā)生，對(duì)電壓的合格率有造成了影響，新能源連接到配電網(wǎng)之后，原始網(wǎng)絡(luò)線路上的部分輸出功率由分布式電源供電，并且分支點(diǎn)線路上節(jié)點(diǎn)處的電壓得到增強(qiáng)，這種現(xiàn)象會(huì)使電壓水平升高。

2.2 難以控制產(chǎn)量

發(fā)電是電力生產(chǎn)的一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過(guò)程，必須保證發(fā)電與負(fù)荷以及損害之間維持住基本平衡的關(guān)系。電網(wǎng)中的電力穩(wěn)定性會(huì)隨著天氣因素和時(shí)間而發(fā)生變化。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)通過(guò)可控發(fā)電機(jī)組的輸出，在系統(tǒng)發(fā)電和負(fù)載之間維持平衡狀態(tài)。但是，新能源發(fā)電受氣候和天氣的影響很大，很難對(duì)其產(chǎn)量進(jìn)行控制。

2.3 對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)線路產(chǎn)生影響

新能源連接進(jìn)入配電網(wǎng)絡(luò)后，配電系統(tǒng)將原有的單功率輻射網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為用戶互聯(lián)和多功率弱網(wǎng)絡(luò)，這會(huì)使電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，影響網(wǎng)絡(luò)損耗的因素也從原始負(fù)載情況增加到電源的容量和位置上。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是避免輸配電網(wǎng)在負(fù)載壓力過(guò)大的環(huán)境下工作，降低接入點(diǎn)配電網(wǎng)的傳輸功率，擴(kuò)大電網(wǎng)的傳輸裕度。有必要改善端電壓增強(qiáng)系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)，避免線損的發(fā)生。

3 新能源發(fā)電接入智能電網(wǎng)技術(shù)研究

3.1 利用智能電網(wǎng)使新能源發(fā)電更穩(wěn)定

隨著我國(guó)加快對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，也發(fā)現(xiàn)新能源發(fā)電中存在的很多問(wèn)題，如果可以為風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備安裝一個(gè)節(jié)能儲(chǔ)能裝置，就能解決當(dāng)前新能源發(fā)電本身的第一個(gè)問(wèn)題。通過(guò)儲(chǔ)能組件到單件，調(diào)整出力曲線以減少出力變化對(duì)電網(wǎng)的影響。其次，當(dāng)功率足夠時(shí)存儲(chǔ)電能，并在峰值負(fù)載期間釋放電能，以實(shí)現(xiàn)電力平均，并降低電力系統(tǒng)的備用需求。根據(jù)不同類型的能源，電能儲(chǔ)存的主要形式可分為四種類型分別是相變儲(chǔ)能、機(jī)械能儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)。

3.2 利用智能電網(wǎng)使新能源發(fā)電更經(jīng)濟(jì)

我國(guó)的新能源分布和負(fù)荷需求是逆向分布的，要使新能源產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的負(fù)荷需求區(qū)域，長(zhǎng)距離傳輸是無(wú)法避免的。如何在這個(gè)過(guò)程中降低新能源發(fā)電的傳輸損耗是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。鑒于間歇性新能源產(chǎn)量的隨機(jī)性和波動(dòng)性，采用新能源基地輸電規(guī)劃，是一種更可行的解決方案。在確保電網(wǎng)安全的同時(shí)，選擇供電距離和接入電壓水平，集中具有相似功率特性的發(fā)電站進(jìn)行傳輸，可以提高經(jīng)濟(jì)性能；考慮不同的新能源以及新能源和傳統(tǒng)能源之間的關(guān)系。優(yōu)化和集中電源結(jié)構(gòu)與大型新能源布局的合理比例，以消除間歇性新能源的波動(dòng)，提高傳輸通道的使用率。

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

智能電網(wǎng)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大型新能源的發(fā)電量，為電力生產(chǎn)和消費(fèi)的動(dòng)態(tài)平衡提供依據(jù)，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。如風(fēng)能和太陽(yáng)能，在發(fā)電過(guò)程中具有強(qiáng)烈的波動(dòng)性，把它們連接到傳統(tǒng)發(fā)電網(wǎng)時(shí)，它們將對(duì)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)行產(chǎn)生巨大影響。想要減少這種波動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的的影響，有必要引入大規(guī)模的新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，普及新能源發(fā)電。

虛擬發(fā)電廠是由中央控制中心統(tǒng)一調(diào)節(jié)的分布式發(fā)電和可控負(fù)載的集合。在這種統(tǒng)一的控制模式下，交易中心和調(diào)度中心不需要分別收集每個(gè)分布式發(fā)電資源的信息，可以通過(guò)中央控制中心的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)分布式發(fā)電資源的調(diào)節(jié)。可以看出，虛擬電廠實(shí)現(xiàn)了分布式發(fā)電資源的集成，大大提高了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的控制，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行做出了重要貢獻(xiàn)。 另一方面，對(duì)于具有分布式發(fā)電的用戶，可以結(jié)合他們自己的需要合理地選擇虛擬發(fā)電機(jī)，保證不損害自身收益。

4 結(jié)束語(yǔ)

從電網(wǎng)發(fā)展的角度看，當(dāng)今電網(wǎng)的發(fā)展必須要適應(yīng)新能源發(fā)展的要求，建設(shè)智能電網(wǎng)，可以有效的全面提高電網(wǎng)的綜合能力。從電力系統(tǒng)的角度來(lái)看，新能源和智能電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，所以，新能源和智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，應(yīng)該在電力系統(tǒng)的各個(gè)方面相互促進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)新能源和智能電網(wǎng)的各個(gè)方面全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周慧娟.基于新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)的發(fā)展電力教學(xué)改革探究[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44（09）：251.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司容城縣供電分公司）