智能电网与新能源关系探究 任耀东

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智能电网新能源关系探究任耀东
发表时间:2018-04-19T15:34:34.127Z  来源:《电力设备》2017年第31期作者:任耀东
[导读] 摘要:智能电网是以传统电网技术方案为基础,借助信息化、数字化、自动化和互动化的技术,实现对电网的智能化管理。
(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西太原  030001)
摘要:智能电网是以传统电网技术方案为基础,借助信息化、数字化、自动化和互动化的技术,实现对电网的智能化管理。在能源供应日益紧张的今天,在日益严峻的环保和减排压力下,智能电网建设能有效应对、解决当前新能源发电入网难、消纳难的问题,有效促进新能源技术的可持续发展。因此,新能源与智能电网是密不可分的共同体,它们之间相互依存,缺一不可。
关键词:新能源;智能电网;关系
1引言
随着传统能源的日益减少和环境污染、气候恶化等难题,大规模开发利用新能源引起各国重视。由于受自然因素的影响,风能和太阳能等发电的输出功率出现间歇性、随机性和波动性【1】,所以在接入电网
、电力调度和能源消纳等方面带来了一系列新问题。智能电网的建设为新能源应用的推广带来了契机和可能。依靠智能电网能有效缓解、应对和解决当前能源短缺的问题,促进社会经济持续发展。因此,新能源与智能电网是密不可分的共同体,它们之间相互依存,缺一不可。
2智能电网的概念及特点
2.1 智能电网的概念
所谓智能电网,就是以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础),将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。。
2.2智能电网的特点
(1)坚强。在电网发生大扰动和故障时,电网仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故:在自然灾害和极端气候条件下或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行:具有确保信息安全
的能力和防计算机病毒破坏的能力。
(2)自愈。具有实时、在线连续的安全评估和分析能力,强大的预警控制系统和预防控制能力,自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
(3)兼容。支持可再生能源的正确、合理的接入,适应分布式发电和微电网的接入,能使需求侧管理的功能更加完善和提高,实现与用户的交互和高效互动,满足用户多样化的电力需求。
(4)经济。支持电力市场和电力交易的有效开展;实现资源的合理配置;降低电网损耗;提高能源利用效率;为用户提供可承受电价水平的电力。
(5)集成。实现包括监视、控制、维护、EMS、DMS、MOS等电网信息的高度集成和共享,采用统一的平台和模型,实现标准化、规范化和精细化管理。
(6)协调。实现电网与批发电力市场和零售电力市场问的无缝衔接,提高电办系统的规划、运行和可靠性管理水平,促进电力市场竞争效率的提高。
(7)优化。优化资产的利用,提高资产利用效率,降低投资成本和运行维护成本。
(8)优质。电力用户的电能质量得到有效保障,实现电能质量的差别定价。
(9)交互。实现电网与用户设备和行为间的交互,促使电力用户发挥积极作用,实现电力运行和环境保护等多方面收益。
3  新能源概念及发展现状
3.1新能源概念
新能源指具有清洁、可再生性、分布广、品种多等特点,他是在技术基础上开发利用的能源,有太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能水能等非化石能源,是含碳量低的清洁能源。
3.2新能源发展现状
新能源的能量密度低,开发利用需要较大的空间,而且具有波动性、间隙性及不稳定性,因此目前新能源的发展现状如下。
(1)调峰、调频问题。由于新能源具有随机性的特点,发电功率会出现间歇性和不稳定性,电网可能会出现实时供需不平衡的问题,因此必须依赖其他电源的快速深度调峰来抑制新能源发电带来的电网随机波动性。
(2)新能源电力消纳问题。新能源具有分散性的特点,我国的风能主要集中在西北地区。然而,西北地区经济欠发达,发出的电没法被全部消纳,只有利用西电东送的发展战略输送给东部地区。
(3)继电保护遇到的挑战。新能源发电在发生短路故障时无法提供可持续、稳定的电流【2】。所以,新能源发电继电保护设计的难点之一就是怎么让相关的继电保护装置依据不持续的短路电流来判定故障的发生,准确快速的切除故障,最大程度的消除事故对电力系统安全运行的影响。
(4)电网安全问题。新能源输出功率的随机波动性、难以准确预测性以及用于逆变器引起的谐波问题,使电力系统安全面临新的挑战,使得电网存在潜在的危险。
4 智能电网与新能源关系
智能电网是新能源的基本载体,在当前日益严峻的环保和减排压力下,加快新能源的发展,改变现有的能源结构已成为我国当务之急,但是如果新能源发电大规模接入就会引起电网电能质量下降、电网电压、频率的不稳定等问题【3】。因此,如何优化新能源与智能电网的配置成为亟待解决的问题。
(1)智能电网能解决新能源的接入问题。目前,影响新能源接入的主要因素是其自身的间歇性、不稳定性和不连续性会影响甚至是破坏现有电网。这些必然降低电网的可调度性,甚至降低电网的安全运行,严重时甚至会造成电网的解裂,从而导致电网接入率低,风电
场利用小时数低,无法形成规模效应等问题。智能电网能实现“新能源发电”与“传统能源发电”之间的自动转换,从而弥补新能源发电自身的缺点与不足,有效解决新能源接入问题。
(2)智能电网能提高新能源的传输能力。从新能源利用方式来看,新能源主要通过转化为电能实现其终端的利用。特别是在我国,风能、太阳能资源多集中分布在远离负荷中心的西部地区,建设智能电网能形成“强交、强直”的特高压输电网络,实现新能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送,。
(3)智能电网能提高新能源的消纳能力。智能电网作为电力输送的载体,是推动新能源发展的平台和重要保障。智能电网的建设能全面提升电网的大范围资源优化配置能力,满足新能源大规模接入需求,全面提高电网接纳新能源发电的能力。保证新能源发电可以及时被消纳,有力推动新能源的发展。
5 结语
智能电网作为新能源技术的重要载体、基础,它的大规模建设促使新能源技术的广泛应用,扩大了新能源需求市场,改善我国的能源结构,进而促进节能减排。
参考文献:
[1]高厚磊,田佳,杜强等.能源开发新技术:分布式发电[J].山东大学学报:工学版,2009,39(5):106-111.
[2]陈树勇,宋书芳,李兰欣等.智能电网技术综述[J].电网技术,2009,33(08):127
[3]曹军威,万宇鑫,涂国煜,张树卿,夏艾瑄,刘小非,陈震,陆超.智能电网信息系统体系结构研究[J].计算机学报,2013(01)

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