智能电网及其在新能源发电中的应用分析

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　　【摘 要】新能源的推广和应用必然会对电网带来一定的影响，因为风能、太阳能等的绿色能源通常具有一定的随机性和间歇性，这使得电网运行控制的难度出现了大幅度的提高，同时也影响到电网运行的安全稳定。在这样的情况下，必须构建智能电网，为新能源产业发展奠定坚实的基础。
　　【关键词】智能电网；新能源发电；应用分析
　　1智能电网概述
　　智能电网就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足 21 世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网与传统电网的区别：行业内部许多学者在之前都进行过对它的目标以及性能的总结及归纳，一般情况按方式表述：（1）完成电网的保险运行；（2）实现电网的安全运行；（3）实现电网的经济运行；（4）对环境的友好。智能电网和传统电网的根本不同表现在微电源点，其供给侧的大多数来源于分布式，但是其需求侧，却处于价格准则和需求限制中产生的负荷态势。日前，作为一项新兴事物“智能电网”仍处在分析和探讨阶段，业内专家对它的概念、内涵、性能等也会有各种理解和观点，相关的统一规划也没有从国家层面给出，然而因为它早已为我国电网提供了以自动化、信息化、互动化、数字化为特点的发展趋势。虽然截至目前大家对智能电网还没形成一致的定义，但以智能电网共识为基础的是：智能电网能够改良电力客户峰荷时期的电耗量，可以完成“分布式”电源实现随插随用，“并网运行”的方式，进一步达成节越能源，减少排放的目标。智能电网定能在以往的电力网络中得以运用时代尖端的数字化、信息化技术，所以，智能电网还是当今“输配”电网被智能化升级后的产品，它以更深层次的改善运行系统，加强系统稳定性、安全性为目的，被用以处理“分布式”电源并网运行而造成的负面效应。智能电网由信息集成，数据采集，分析优化，数据传输及信息展现 5 个部分组成。
　　2智能电网在新能源发电中的具体应用分析
　　2.1利用智能电网提高新能源发电的稳定性
　　电力用户的用电需求具有较强的波动性，这就需要采取一定的措施来维持这种平衡。在新能源发电受资源约束背景下，气候和天气因素的影响十分显著，因此出力的控制难度较高。在这样的情况下，可以采用备用储能装置，一方面实现对新能源发电自身出力进行有效控制，利用储能元件对机组的出力曲线进行调整，最大程度的减少出力变化对电网运行的负面影响。另一方面，在电力充沛的情况下，可以对多余的电能进行储备，以更好的应付负荷高峰期。现阶段广泛应用的储能装置，根据转化能源类型的不同，可以分为机械储能、电化学储能、电磁储能等几种类型。
　　2.2利用智能电网提高新能源发电的经济性
　　通过我国新能源分布以及负荷需求状况比对分析来看，二者呈现出逆向分布的特征，因此需要通过远距离输电将新能源发电电能输送到负荷需求区，在此过程中产生的损耗不容小觑。对此，可以结合间歇性新能源出力具有的随机性和波动性的特点，有针对性的制定相应的输电规划，在保障电力系统安全运行的基础上，科学设置供电距离和接入电压等级，将相似电源特性的电站“打捆”后集中外送，能够提高经济性能。此外还需注意的是，要对不同种类新能源以及新能源和常规能源的配比进行合理的设置，同时对大规模新能源的送端电源结构和布局进行优化，这样可以降低间歇性新能源的出力波动，提高传输通道的利用率。
　　3智能电网及其在新能源发电中的应用策略
　　3.1确定电网规划的基本思路
　　以新能源消纳为基础的电网规划思路需立足于以下三点。其一，系统可确保新能源的消纳比例。通常情况下，新能源在实际运用的过程中，投资成本极高，所以需确保新能源能够在规定的时间内进行发电，以此来保证投入成本能够取得良好的收益。简而言之，需找到运用新能源的平衡盈亏点，进而让新能源具备良好的利润空间。其二，系统在合理对新能源进行小时数运用的基础上，需建立运行的最佳格局，以此来防止新能源在具体消纳过程产生切负荷的升高，或导致常规机组受到限制和线路过载等问题。并且，线路过载以及频繁调节会使得消纳成本变高，所以在消纳新能源的过程中须确保其处在系统安全范围当中。其三，如果系统没有满足上述要求，那么就须重新辨识新能源消纳的相关影响因素。以此三点均为新能源消纳在电网规划中集中性思路的体现。同时，在对电网进行具体规划的过程中，须充分考虑能够对新能源消纳产生影响的相关因素，以此来推动电网建设稳定、安全的进行。
　　3.2提升新能源调峰能力
　　通过新能源的利用能够大幅度的降低对资源的消耗，具有非常明显的节能减排的效果；还能够避免传统的发电过程对环境产生的严重的污染情况；能源的开发和发展还能够有效的降低发电成本，降低燃料运输以及电力传输的成本，解决传统输电的负载轻、线损大、距离远等问题；在满足用户多方面需求的同时还能够缓解城市供电压力，可以说新能源的发展和应用是电网发展的一项重要的举措。但是因为目前新能源的发展和利用还处于初级阶段，很多方面还存在不稳定的因素，会导致电网规划存在很大不确定性，自动化系统、保护装置等相关规划都必须进行一定的改变，从而对新形势下的需求进行滿足。风力发电的主要特点是间歇性和随机性，如果将规模较大的风电接入到电网中会导致电网等效负荷峰谷差变大，存在十分明显的反调节特点，导致电力系统的调峰难度大幅度增加。如某地区电网火电桩基容量大约是287万千瓦，风电装机容量大约是300万千瓦，该地消纳电力负荷8990万千瓦，500千伏主网外送能力是350万千瓦，电网消纳和送出能力与发电量不能够实现平衡，会导致出现严重的弃风现象，进而给新能源发展和电网规划带来很大的困难。面对新能源发展和电网规划之间的衔接不协调，对新能源进行大规模的开发必须需要对市场消纳和电力需求方案进行统筹，充分的利用电网规划关键技术，确保设计规划的科学性和合理性。
　　3.3完善和创新新能源发电设备与技术
　　设备与技术是新能源发电和接入电网的基础保障和重要条件，电力企业要及时添置质量可靠、数量达标的设备，以更好地满足大规模新能源发电接入电网的需求，使新能源接入电网后，能平稳、可靠地运行。要进一步加强风电场等新能源运行评价指标体系建设，使指标体系能全面反映风电自然特性，与负荷达到完好匹配，并能与其他能源协调，最终实现并网安全、发电可靠等目标。除了设备与技术创新外，还要采用如下方法推进新能源的开发利用：一是大用户直供法，新能源的接入会影响传统电网的电能质量、运行稳定性等，为更好地降低新能源接入对电网的影响，可以采用大用户直供法来实现新能源消纳；二是充分运用风光互补特性，根据小同新能源的时问特性和季节特性，灵活进行互补利用，以促进风、光等新能源得到更加深度的开发与应用；三是自发自用、就地消纳，如果当地的外送电力通道还不健全和完善，就要尽可能地直接对新能源电力进行就地消纳，将传统电网作为备用和补充，只在新能源发电量不足时进行应用，这样就可以减少额外建设电力输送装置的投资，缩减投资成本。
　　参考文献：
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　　（作者单位：国网鞍山供电公司）
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