智能電網及其在新能源發電中的應用

黃正文

[摘 要]近年來化石燃料日益枯竭、生態環境污染問題嚴重，開發和使用新能源逐漸引起社會廣泛關注，成為工業生產和經濟發展必然選擇。針對我國能源國情，政府及管理部門頒布了一系列相關制度和發展規劃，其中《可再生能源長期發展規劃》明確指出至2025年可再生能源消耗量將占據能源總消耗量百分之十五，必須形成自有知識產權為依托的可再生能源技術研發能力。本文從智能電網發展歷程和與新能源發電之間關系進行分析，對智能電網在新能源發電中應用技術重點講解，進一步提出智能電網在新能源發電中應用價值，以供參考。

[關鍵詞]智能電網；新能源發電；具體應用；研究

中圖分類號：TE197 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）34-0186-01

隨著科學研發技術改革創新，新能源廣泛使用，為電網生產和發展帶來了更加嚴峻的挑戰。潮汐發電、太陽能發電與風能發電具有隨機性、不連貫性等特征，無形之中加重了電網發電系統控制難度和電網運行安全風險；核電技術可調節能力較弱，需要以穩定安全運行電網為依托，電網運行新問題逐漸顯露出來，為智能電網升級創新創造了機會和平臺，也為其在新能源發電中應用提供了基礎條件。

1.智能電網發展歷程概述

電力工業將一次性能源經由發電設備轉換為電能，再將電能通過輸系統、變電系統和配電系統供給用電戶，為制造業生產和市場經濟提供動力支持，更是能源產業核心內容。目前面對著環境污染和資源缺陷等問題，使得社會各級與人們開始關注電力行業可持續發展落實情況。另外，隨著社會現代化進程腳步不斷加快，對電力生產質量和供電服務提出更高要求。電網創新升級為國民提供了可靠性強的能源服務，在對科技發展和經濟發展發揮著重要作用。為了滿足社會需求，和實現節能減排這一目的，智能電網應時而生。

生態環境問題、資源能源缺乏、經濟發展需求、科學技術創新以及電網改革創新已經成為研發和建設智能電網主要內容和本質目的。由于各國國情不同，在建設智能電網方面上存在著共同性的同時也各有關注和側重因素。

我國社會經濟迅猛發展，隨之而來的對電力供應和需求也持續增長。在能源危機和環境問題壓力下，使得電網企業在考慮經濟效益同時開始關注未來發展趨向和生態資源。電力資源和需求存在著較為明顯地區差異，這對智能電網建設、新能源開發使用以及配套電網設備建設造成一定程度影響，也對電網資源配置優化提出更高標準。結合電網市場信息，智能電網

要以特高壓電網建設為結構框架，各級電網企業合作發展為基礎條件，引用先進網絡通信技術為管理體系，實現現代化、信息化以及自動化等特征，貫穿電力生產系統發電環節、輸電環節、變電環節、配電環節、供電環節以及調度環節、滲透整個電網電壓等級，將電力、信息和業務有機結合，打造現代化電網企業。

2.智能電網與新能源發電之間的關系

2.1 發展新能源是建設智能電網動力來源

資源危機和環境問題日益嚴重，國家想要長治久安發展就要堅持可持續發展戰略，減少對不可再生能源消耗和使用，實現節能減排，從而達到保護生態環境。總的來說，新能源代替化石能源，符合可持續發展戰略需求，更是制造企業發展必然選擇。智能電網基于未來能源發展的社會基礎設施，更是順應時代發展需求。所以，加大對新能源研發使用力度，為智能電網建設提供動力支持。將智能電網和新能源發電有機融合，實現發電穩定可靠、供電安全和節能減排等價值。

2.2 智能電網建設是新能源發電基礎條件

智能電網可以強化電網管理中新能源發電能力和穩定程度，主要表現在智能電網對新能源發電峰谷及時作出反應和最大程度上發揮新能源使用價值兩方面。

因為電網運行系統中元件被通信系統與自動化控制系統相連接，智能電網可以通過運用發電系統和網絡系統對不同區域間電力循環和供應進行管理平衡，與各區域分布式發電系統、通信網絡等手段對新能源間歇性發電峰谷及時作出反應。

智能電網建設應用，使電力用戶可以根據用電價格自主選擇電力。所以，新能源發電通過市場價格控制間歇性供電的缺陷。當供電條件不足以符合使用需求時可以調高電價；當供電條件大于使用需求時可以降低電價，在保障滿足電力系統安全性和穩定性基礎上，實現新能源應用最大價值。

3.智能電網在新能源發電中應用

3.1 智能電網使新能源發電更加穩定

電力生產需要持續不間斷運行，發電、損耗以及負荷三者之間必須保證穩定協調，電網用戶對電力供應和服務需求隨著生活質量、環境問題等因素發生變化。固有電力系統通過可控性發電機組中水電、火電出力調節電力系統發電和負荷之間平衡關系。但是由于新能源發電受到外界因素影響，使得水電、火電出力更加難以控制。新能源發電技術迅猛發展條件下，通過在風力發電設備和太陽能發電設備中增加儲能裝置，一定程度上緩解了新能源發電出力控制難度，采用儲能設備對發電機組出力參數進行整理分析，進而對出力曲線調整，高效降低了出力變化對電網系統影響。

在電力生產充足的情況下，對電能進行適量儲存，用以負荷峰值時釋放電能，發揮電力削峰填谷、減少電力系統運行需求等作用。根據電力能源轉化類型差異角度進行分類，當前電能儲存主要分為：第一，機械儲能方式主要包括抽水蓄能、飛輪儲能和空氣壓縮儲能；第二，電化學儲能方式主要包括鈉硫電池、鉛酸電池、鎳鎘組電池和氧化還原液流電池；第三，電磁儲能方式主要包括超導儲能和雙電層電容器；第四，相變儲能。

3.2 智能電網降低新能源發電成本

近年來新能源分布和發電負荷需求逆向分布特點越發明顯，將新能源發電電能傳輸到相對應發電負荷需求區域，需要進行遠距離書電操作。所以，針對新能源發電情況和特征進行耗損少的輸電操作，是當前急需解決的問題。

新能源間歇性發電波動性和隨機性較大，通過運用新能源基地輸電計劃，是緩解當前輸電損耗嚴重有效措施。保障電力系統安全性和可靠性基礎上，適度選擇供電距離和連接電壓等級，將同屬性電源特征的發電站統一集中外送，有效提高新能源應用經濟效益。結合不同新能源和常規能源配比量，對新能源電能輸送結構和方式進行調整優化，降低新能源發電機組出力變化，提升電能傳輸利用率和使用率。

3.3 智能電網使新能源發電調度更加精準

3.3.1 新能源發電調度預測技術

電力系統安全性和可靠性離不開電力生產和電力消耗在運行過程中動態平衡情況，新能源中電力發電和太陽能發電具有電力輸出功率隨機性和波動性大的特點，一旦進行大規模電網并入，將給電力生產系統和電力運行系統帶來極大沖擊。

所以，重視對大規模新能源發電和功率預測技術研究力度，經過不斷試驗和計算將太陽能發電功率和風力發電功率數據預測出來，從本質上提高電網系統運行安全程度和可靠程度，強化新能源發電并網容量和市場競爭力。

3.3.2 模擬發電站

模擬發電站是將分布式發電和可控性負荷統一收集，運用中央控制系統控制。采用模擬發電站管理體系和調度方式，將調度中心每個分布式發電資源信息統一監控。由模擬發電站中央控制系統對各環節分布式發電資源進行配置優化，實現交易中心和模擬發電廠交易活動。

針對為用電戶供電的電網側來講，模擬發電站將大批量分布式發電資源整合分化，作為傳統發電站調度環節，有效降低太陽能和風能等可再生資源不可控特征，提高發電系統穩定度。相對于分布式發電用戶，要結合實際情況選擇模擬發電站的供電量，通過采用模擬發電站參與市場交易，增加收益。

結束語

電網運行效果要從可靠程度、經濟效益和服務質量進行衡量，智能電網建設和在新能源發電中廣泛應用，一定程度上緩解了不可再生能源危機和環境污染情況。政府及管理部門加大對智能電網建設力度、新能源發電全面應用力度，為生態環境保護和社會可持續發展提供基礎條件。

參考文獻

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