大規(guī)模新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)問題

馬俊強(qiáng)

中民新能電力工程有限公司

大規(guī)模新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)問題

馬俊強(qiáng)

中民新能電力工程有限公司

隨著近年來我國國民對能源消耗水平的不斷提高，我國的電力新能源開發(fā)、生產(chǎn)以及使用都取得了現(xiàn)實(shí)性的發(fā)展成果。但盡管如此，當(dāng)下我國的電力新能源的生產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，存在嚴(yán)重的供不應(yīng)求。同時(shí)由于，電力新能源是近年來才開始著手建設(shè)的工程，與國外一些發(fā)達(dá)國家相比，起步較晚、經(jīng)驗(yàn)尚不豐富，在這樣的背景下，如何高效安全的應(yīng)用電力新能源也是當(dāng)下需要攻克的重點(diǎn)工作。本文將根據(jù)當(dāng)下我國電力新能源開發(fā)利用現(xiàn)狀，結(jié)合筆者的工作經(jīng)歷，分析當(dāng)下我國電力新能源高效安全利用存在的一些制約因素以及解決措施。

新能源；電力；安全高效

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國越來越重視能源問題，在新能源的開發(fā)和利用上有所突破。為促使我國成為能源節(jié)約型的社會(huì)主義國家，其必須提高能源利用率，以體現(xiàn)新能源的價(jià)值。在我國經(jīng)濟(jì)不斷增長，人們生活水平越來越高的形勢下，電力行業(yè)的發(fā)展迎來了新的挑戰(zhàn)，為適應(yīng)新時(shí)期的社會(huì)要求，其必須充分利用新能源，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)化，以滿足人們的用電需求。在我國智能電網(wǎng)的建設(shè)中，大規(guī)模新能源電力的安全性和高效性，已成為其重要的研究課題，備受關(guān)注。

1 新能源電力開發(fā)的意義

所在我國大力新能源電力發(fā)展清潔能源及可再生能源，不但促進(jìn)了我國能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，增強(qiáng)電力能源供給能力，還可緩解因傳統(tǒng)煤﹑石油等發(fā)電帶來的環(huán)境污染壓力。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的征途中電力能源的供給能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)里絕大部分是煤炭﹑石油﹑天然氣等不可再生能源的發(fā)電。不但導(dǎo)致了我國環(huán)境污染惡化，還嚴(yán)重制約了其他能源的發(fā)展。風(fēng)電資源量在我國高達(dá)十億千瓦，而當(dāng)前僅僅開發(fā)利用了數(shù)百萬千瓦，顯然造成了風(fēng)能的巨大浪費(fèi)。新能源電力的大規(guī)模開發(fā)利用能有效促進(jìn)我國電力能源的健康可持續(xù)發(fā)展。消減我國能源利用結(jié)構(gòu)不科學(xué)﹑不合理的弊端。我國發(fā)電企業(yè)多使用傳統(tǒng)的發(fā)電模式消耗多﹑浪費(fèi)多﹑污染多。風(fēng)能﹑潮汐能﹑太陽能﹑瓦斯等新能源是利用科學(xué)新技術(shù)﹑新措施﹑新設(shè)備對風(fēng)﹑潮汐﹑太陽的能力系統(tǒng)地開發(fā)利用的可再生能源，對實(shí)現(xiàn)國家的能源發(fā)展戰(zhàn)略，提高目前能源的利用率，消減石化能源的利用量；快速調(diào)整我國的能源結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)電力能源的可持續(xù)發(fā)展。

2 大規(guī)模新能源電力系統(tǒng)的特點(diǎn)

所謂電力系統(tǒng)是一種生產(chǎn)電能的消費(fèi)系統(tǒng)，其包含了發(fā)電和輸電過程，具備配電和用電功能，將能源轉(zhuǎn)換為電能后利用輸電設(shè)備來供用戶使用。其具有供求與需求平衡的特點(diǎn)。在新能源電力系統(tǒng)中，無法大量儲存能源，為加強(qiáng)對電源側(cè)的有效控制，其必須制定科學(xué)的中長期負(fù)荷預(yù)測，優(yōu)化機(jī)組調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電控制的自動(dòng)化，從而為電網(wǎng)的穩(wěn)定性提供重要的保障。利用風(fēng)能和太陽能這種新型能源來進(jìn)行發(fā)電，不同于過去傳統(tǒng)的水能﹑核能發(fā)電，其難以儲存，無法對電能的輸出進(jìn)行控制。這種一次能源具有隨機(jī)波動(dòng)性，是電能隨機(jī)波動(dòng)的決定性因素。在新能源電力系統(tǒng)中，其電源側(cè)不僅具有傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的電源，還具有新的虛席部分的電源，其基本特點(diǎn)就在于具有響應(yīng)負(fù)荷側(cè)的能力，可影響電源側(cè)功率的隨機(jī)波動(dòng)性。

3 優(yōu)化新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)

3.1 優(yōu)化負(fù)荷響應(yīng)

近年來隨著新能源電力開發(fā)利用技術(shù)的不斷發(fā)展，新能源電力系統(tǒng)對一些較大負(fù)荷都有了一定的調(diào)節(jié)能力，但新能源電力系統(tǒng)對外界環(huán)境的抗干擾能力顯然還不夠。一旦外界對其產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的干擾，對電力系統(tǒng)的安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。甚至在情況嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)新能源電力系統(tǒng)的功能癱瘓。所以，還必須加強(qiáng)對調(diào)峰技術(shù)的升級研究，提高系統(tǒng)的調(diào)峰能力。同時(shí)還需要充分應(yīng)用新能源發(fā)電設(shè)備的集中布局，充分發(fā)揮使用距離優(yōu)勢，全面提高新能源電力的高效利用。同時(shí)分區(qū)域與遠(yuǎn)距離解耦連接輸送電力，也能提高電力資源的高效傳送，同時(shí)有效規(guī)避掉部分區(qū)域電力系統(tǒng)不穩(wěn)性以及波動(dòng)性。

3.2 提高電源響應(yīng)

提高電源響應(yīng)的重要手段就是積極引進(jìn)外援﹑引進(jìn)國外先進(jìn)新能源發(fā)電﹑輸配電及平抑電力波動(dòng)的新技術(shù)，提高新能源能量的發(fā)電效率，才能確保新能源電網(wǎng)中電力供給的安全運(yùn)行。以太陽能的光電轉(zhuǎn)化率僅為百分之20為例，可見太陽能發(fā)電的效率不高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此優(yōu)化發(fā)電設(shè)備﹑設(shè)施提高新能源電力系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化率是當(dāng)前我國新能源電力急需解決的問題。引進(jìn)國外先進(jìn)的新能源電力發(fā)電輸配電系統(tǒng)，目的在于提高其效率，降低新能源開發(fā)利用的成本。引進(jìn)先進(jìn)的外國技術(shù)對提高我國新能源的利用和管理﹑控制新能源電力系統(tǒng)波動(dòng)性較強(qiáng)的特性都具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 加強(qiáng)電網(wǎng)控制，做好安全防御工作

在保障新能源電力系統(tǒng)的完美運(yùn)行中，必須重視電網(wǎng)控制和安全防御的因素。先進(jìn)的電網(wǎng)控制和有效的安全防御，能突破電網(wǎng)輸送極限，對電力系統(tǒng)的安全工作具有巨大的積極影響作用。二十一世紀(jì)是一個(gè)信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)全面普及于各大領(lǐng)域，電力行業(yè)也不例外。近年來，我國電網(wǎng)建設(shè)不斷朝著智能化方向發(fā)展，其信息化程度越來越高，為新能源電力系統(tǒng)提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)信息，有利于加強(qiáng)電力系統(tǒng)的控制，提高電力系統(tǒng)的安全防御系數(shù)。

3.4 采用就地消納方式，改進(jìn)能源儲存技術(shù)

為解決大規(guī)模新能源電力發(fā)展中的能源消納問題，必須進(jìn)行就地消納，以促進(jìn)新能源電力系統(tǒng)的消納能力，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的控制，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，要不斷地創(chuàng)新能源儲存技術(shù)，已解決其平抑問題。在電力系統(tǒng)受到干擾時(shí)，能有效的控制能量，防止電力系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)問題。

總體來說，新能源電力受到諸多因素的影響。新能源發(fā)電輸出功率的不斷變化會(huì)導(dǎo)致其發(fā)電量的不穩(wěn)定，對饋入電網(wǎng)的諧波會(huì)產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)新能源電力通常會(huì)改變電網(wǎng)的潮流方向，對輸送電網(wǎng)的規(guī)劃﹑電力的調(diào)度﹑配電﹑用電等都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。但是新能源系統(tǒng)具有再生﹑可操作性，同時(shí)也具備一定的延遲性。這樣就為電力系統(tǒng)之間的互補(bǔ)提供了支持。通過電力系統(tǒng)的多元互補(bǔ)與協(xié)調(diào)控制可有效平衡多種電力系統(tǒng)的電力輸出，從而提高和穩(wěn)定電力的輸出功率。

[1]樊位寧.大規(guī)模新能源電力安全高效利用亟待解決的基礎(chǔ)問題[J].科技展望，2015，22：85.