智能電網(wǎng)及其在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

永珍

摘要：新能源的迅猛發(fā)展，給現(xiàn)有電網(wǎng)帶來了新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。風(fēng)能、太陽能發(fā)電具有隨機(jī)性和間歇性，這無疑使電網(wǎng)運(yùn)行控制的難度和安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險明顯增大；核電的可調(diào)節(jié)能力較差，發(fā)展核電也需要堅強(qiáng)電網(wǎng)的支撐。這些新的問題使電網(wǎng)升級改造迫在眉睫，也為智能電網(wǎng)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；新能源；影響

當(dāng)前，隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境問題的日趨嚴(yán)重，開發(fā)使用新能源是世界能源發(fā)展的新趨勢。2009年9月4日，國家發(fā)展改革委員會向全社會公布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》。規(guī)劃提出，到2020年可再生能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比重將達(dá)到15%，形成以自有知識產(chǎn)權(quán)為主的可再生能源技術(shù)裝備能力。

1.智能電網(wǎng)概述

基于當(dāng)前的物理電網(wǎng)，與現(xiàn)代化電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)相互結(jié)合，構(gòu)建全新的電網(wǎng)，這就是智能電網(wǎng)。在智能電網(wǎng)中，最大的優(yōu)勢就是高度的智能化與自動化技術(shù)，完美結(jié)合電子科技與計算機(jī)技術(shù)，對通訊技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，全面優(yōu)化電力系統(tǒng)。對智能電網(wǎng)的運(yùn)用可以保證電力資源得以有效節(jié)約，并且實現(xiàn)優(yōu)化配置，確保電力系統(tǒng)的供電更加安全，運(yùn)行更加可靠，使得電力應(yīng)用更加高效與環(huán)保，不斷滿足人們對于電力的需求。

自2002年以來，美國實現(xiàn)了智能電網(wǎng)技術(shù)工作，構(gòu)建現(xiàn)代化智能電網(wǎng)，而且，電力公司也采取了相應(yīng)的自動化感應(yīng)裝置。通過對計算機(jī)的合理控制，使得電路運(yùn)作更加智能化。由于我國智能電網(wǎng)研究的發(fā)展時間較短，然而起點(diǎn)很高。截止目前，我國很多城市都已經(jīng)實現(xiàn)了智能電網(wǎng)的應(yīng)用，使得電力通訊以及電能的遠(yuǎn)程控制都能夠滿足最基本的要求。

2.智能電網(wǎng)條件下新能源的規(guī)劃發(fā)展

（1）新能源儲量巨大普遍具備可再生特性，可以為人類生產(chǎn)生活提供持續(xù)不斷的動力。比如，據(jù)相關(guān)資料顯示：陸上估計能夠開發(fā)利用的風(fēng)力資源儲量為253GW，而截止到2010年開發(fā)利用的風(fēng)能僅達(dá)到4GW，預(yù)計到2020年這個數(shù)字將會達(dá)到20GW；而太陽能光伏并網(wǎng)和離網(wǎng)應(yīng)用量也在大幅度增加，預(yù)計到2020年可以從原來的0.03GW增加到1-2GW。

（2）新能源的能量密度分布相對比較低，大力開發(fā)和利用新能源資源可能會需要比較大的空間。

（3）新能源大部分屬于綠色無污染的能源，產(chǎn)生較少的污染排放物，對環(huán)境影響小，尤其是對溫室效應(yīng)的影響幾乎可以忽略不計。

（4）新能源分布范圍較廣，難以大規(guī)模集中利用，小規(guī)模分散開發(fā)利用可能是比較明智的選擇。

（5）間斷式供應(yīng)，穩(wěn)定性較差，持續(xù)利用存在較大困難。

（6）新能源除水力發(fā)電外，開發(fā)和利用新能源資源的成本會比普通的常規(guī)能源高。

3.智能電網(wǎng)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

3.1太陽能發(fā)電并網(wǎng)

以太陽能發(fā)電為例，目前有兩種作法，一是并網(wǎng)發(fā)電，蓄電——變電——輸電，進(jìn)電網(wǎng)后還要二次變電和經(jīng)過配電后供給用戶；另一種方式，就是孤島形式，一戶一系統(tǒng)，自裝自用，難以擺脫靠天發(fā)電，靠天用電的限制，為了改善應(yīng)用效果，只有加大投資，增大太陽能發(fā)電設(shè)備，增加蓄電池容量，這樣的結(jié)果是好天時浪費(fèi)，壞天氣又不夠用，而且，用電大時不夠用，不用電時還需要放電，對用戶用電來說沒有保證。另外，太陽能、風(fēng)能發(fā)電受天時，地理，環(huán)境的影響很大，極度不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的，斷續(xù)的電能進(jìn)入電網(wǎng)，會造成諧波、增大損耗、降低電能質(zhì)量，為此特提出以下設(shè)想：

（1）設(shè)置智能檢測裝置，時刻檢測電能量，過大時自動中斷發(fā)電或者將多余電能傳送給持續(xù)耗能裝置，保證電能的穩(wěn)態(tài)輸出，利用適當(dāng)?shù)碾娏ο到y(tǒng)，濾除劣質(zhì)電能，保證電力質(zhì)量。

（2）開發(fā)新的中小型電能存儲設(shè)備，將新能源發(fā)出的電全部存儲，再儲能裝置內(nèi)經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，達(dá)到穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)后，一次性輸入電網(wǎng)，投入大規(guī)模使用。

（3）將太陽能發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電結(jié)合起來，兩者相輔相成，互相補(bǔ)充，揚(yáng)長避短，在太陽能發(fā)電過量時，輸給風(fēng)力發(fā)電機(jī)，保證風(fēng)力發(fā)電的連續(xù)性、穩(wěn)定性、可靠性。風(fēng)能對于太陽能也能達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的作用。

（4）大規(guī)模試用和改進(jìn)混合電力智能調(diào)配技術(shù)，從技術(shù)上和實踐上都很好地實現(xiàn)多能源電力輸入，多電源電力輸出，智能化節(jié)點(diǎn)，數(shù)字化互連，節(jié)點(diǎn)間自由互連，資源自動調(diào)配與共享，自動構(gòu)建形成微網(wǎng)且可多微網(wǎng)互連、互通；也可以作為電網(wǎng)單一可控的獨(dú)立用戶系統(tǒng)很好的與大電網(wǎng)相連，解決了分布式能源接入電網(wǎng)的難題，實現(xiàn)電能互補(bǔ)，增強(qiáng)大電網(wǎng)和微網(wǎng)兩個方面的性能魯棒性及改善黑啟動能力。

3.2發(fā)展核電

核電是綠色發(fā)電，經(jīng)濟(jì)性好，是解決中國能源電力需求和電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略選擇。要高度重視核電安全，強(qiáng)化核安全文化理念。要加快核電發(fā)展體制機(jī)制創(chuàng)新，確保高效發(fā)展核電。要合理布局，規(guī)劃建設(shè)“東中部核電帶”，內(nèi)陸省份也要布局建設(shè)核電。

3.3發(fā)展使用儲能技術(shù)

具備智能電網(wǎng)所需要的儲能能力的儲能裝置需要就以下幾個方面進(jìn)行限定：第一，能量密度方面，需要具備小體積、大能量的特點(diǎn)。第二，功率密度方面，對于突變情況的響應(yīng)速度快。第三，儲能效率高。第四，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠適應(yīng)特殊環(huán)境。第五，儲能的容量大，能夠適應(yīng)新能源間歇性及不穩(wěn)定性的特點(diǎn)。

4.結(jié)語

可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)一直以來是對電網(wǎng)運(yùn)行的基本要求，智能電網(wǎng)也不例外；新能源發(fā)電既可以解決當(dāng)前的能源危機(jī)，又可以減少環(huán)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(wǎng)為新能源發(fā)電開辟一片新的天地，為21世紀(jì)的能源史、人類的發(fā)展史書寫下光輝篇章。