智能電網及其在新能源發電中的應用分析

陳湘龍

摘要：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漢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鑒于此，本文主要分析智能電網及其在新能源發電中的應用。

關鍵詞：智能電網;新能源發電;應用

中圖分類號：TM76?? 文獻標識碼：A

1、智能電網概念及發展現狀

（1）智能電網的概念。電網公司對中國智能電網有一個概述：智能電網要求發、輸、變、配、用電各個環節都能得到實時監控，每個點上的電流和信息得到雙向流動，通過通信系統和自動控制系統實現電網上的各個設備及用戶無縫連接和實時互動;在發生電力故障時，電網具有足夠的自愈能力保障系統的安全運行。

（2）新能源在智能電網發展中的地位。國際上發展智能電網的初衷也許不盡相同，但是有一個共同點就是都把新能源的發展涵括進來并把新能源的利用作為了智能電網發展的核心部分。電網公司正在實施“一特四大”的發展戰略，將電網建設成為以特高壓為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化和互動化特征的堅強智能電網，促進大煤電、大水電、大核電和大型可再生能源基地的集約化開發利用。

（3）新能源發電對智能電網的影響。中國的風能、太陽能等新能源發電得到了大規模的開發利用，據統計，中國一次能源的發電比例將呈現降低趨勢，而風能發電將得到大幅度的提升。可以預見，新能源電力必將成為主流能源。

2、智能電網與新能源發電二者之間的相互關系

2.1、新能源開發推廣是智能電網建設的驅動力

近些年來，能源危機已經成為人類社會發展面臨的重要問題，同時化石能源的大量消耗也造成了嚴重的環境污染。在這樣的時代背景下，積極發展新能源是可持續發展的必然趨勢。智能電網作為未來社會能源基礎設施，必須順應歷史發展的要求。基于此，想要實現新能源發電，必須構建高效、安全、堅強、可靠的智能電網，換而言之，智能電網的發展必須和新能源發展相適應。

2.2、智能電網構建是新能源革命的基礎

風能、光能等新能源發電都具有隨機性和間歇性，傳統電網根本無法適應新能源發現這種模式，只有構建智能電網才能使新能源發電成為可能。一方面，智能電網可以對間歇性新能源發電的峰和谷做出即時反應。在智能電網中，通信系統和自動控制系統可以將所有元件連接在一起，對不同地區的供電進行平衡。通過接通當地分布式發電和其它發電資源網絡的方式根據間歇性新能源發電的峰和谷作出適應性調整。另一方面，智能電網可以充分發揮出新能源發電的效能，智能電網的構建加強了供電企業和用戶之間的聯系，用戶可以自行選擇不同價格的電力，這樣一來，在間歇性新能源發電的低谷期，就可以通過提高電價的方式降低電力需求，并在電力供應充足時回調，這樣就可以保障系統平穩運行的基礎上推廣新能源。

3、智能電網在新能源發電中的具體應用分析

3.1、智能電網使新能源發電更穩定

電力生產過程是連續進行的發電和負荷及損耗之間必須時刻保持基本平衡而電網中用戶對電力的需求卻隨著時間及氣象因素的變化而變化傳統電力系統是通過對可控發電機組（如水電、火電）的出力來維持系統發電和負荷之間的平衡但由于新能源發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電技術快速發展的大背景下加果能在風力發電、太陽能發電等新能源發電設備備用儲能裝置第一可以解決新能源發電自身出力不可控問題通過儲能元件對機組的出力曲線進行調整減少出力變化對電網的沖擊第二可以在電力充沛時，存電能在負荷高峰期釋放電能達到削峰填谷、減少電力系統備用需求的作用根據所轉化的能源類型不同，目前主要的電能存儲形式可分為機械儲能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、電化學儲能（如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎬電池等）、電磁儲能（如超導電磁儲能、超級電容器等）和相變儲能四類

3.2、智能電網使新能源發電更經濟

由于我國新能源分布與負荷需求呈現逆向分布的特點要將新能源所發出的電能輸送到相應負荷需求區不可避免地會進行遠距離輸電因此加何針對新能源發電的特點減少此過程中的輸電損耗將是一個十分重要的問題。針對間歇性新能源出力的隨機性和波動性采用新能源基地輸電規劃是一個較為可行的方案在保證系統安全性的同時適當選擇供電距離和接入電壓等級把相似電源特性的電站“打捆”后集中外送，能夠提高經濟性能考慮不同新能源間以及新能源與常規能源間的合理配比對大規模新能源的送端電源結構和布局進行優化并“打捆”送出河以平滑間歇性新能源的出力波動并提高傳輸通道的利用率。

3.3、利用智能電網提高新能源發電調度的準確性

首先，智能電網可以對大規模新能源發電功率進行較為準確的預測，這可以為電力生產和消耗的動態平衡提供依據，保障電力系統的安全穩定運行。部分新能源，如風力、太陽能等，在發電的過程中，其輸出功率往往具有較強的波動性，將其和常規能源發電并網之后，將會對電力系統的生產和運行產生較大的影響，為了最大程度的降低這種波動帶點來的影響，就需要引入大規模新能源發電功率預測技術，提高電網運行的可靠性，推動新能源發電的普及。

其次，虛擬發電廠。虛擬發電廠即是指一系列分布式發電和可控負荷的集合，該集合由一個中央控制中心統一調控。在這種統一調控模式下，交易中心和調度中心不需要分別采集每個分布式發電資源的信息，通過對虛擬發電廠中央控制中心的調控就可以實現對各個分布式發電資源的調控。

4、發展新能源電網的新技術

（1）大力發展儲能技術。隨著新能源的日益普及以及電網調峰、提高電網可靠性和改善電能質量的迫切需求，電力儲能系統的重要性日益凸顯。電力儲能技術為實現電網可持續發展目標、解決電量供需不平衡矛盾和提高供電可靠性問題提供了一攬子解決方案。采用大規模儲能裝置，提高現有電力設備的利用率和供電可靠性，降低發電煤耗、供電線損。

（2）超導技術。超導電力技術在電力系統穩定性、大容量輸送和短路故障保護等方面的應用具用顯著的優勢，因而，如果超導技術能夠在電力系統中得到廣泛應用將引起電力行業的重大變革，也為新能源電網的發展提供先進的技術力量。通過試點和示范工程加速超導電力技術在我國電力實用化進程。

（3）輸能管網技術。輸能管網技術的核心理念就是利用同一超導管線網絡實現輸電和液態氫的同時輸送。利用高壓直流超導電纜輸送電能，而液態氫在電纜芯的管道中流動。

總之， 21 世紀，隨著傳統能源的日益減少和環境污染、氣候惡化等難題，大規模開發利用新能源引起各國重視。由于受自然因素的影響，風能和太陽能等發電的輸出功率出現間歇性、隨機性和波動性，所以在接入電網、電力調度和能源消納等方面帶來了一系列新問題。為了保障電網的安全性、可靠性，智能電網的理念應運而生。因此，本文的研究也就顯得十分的有意義。

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