大規(guī)模新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)問題

李珂 劉曉歡 潘欽

【摘要】加強對新能源電力的研究和開發(fā)，有利于緩解電力方面的壓力。新能源的使用有利于生態(tài)環(huán)保的發(fā)展，對于經(jīng)濟成本的降低也是有利的，因此，正確把握和運用新能源系統(tǒng)概念是解決問題的第一步，只有解決新能源電力系統(tǒng)電源、電力和電網(wǎng)的響應(yīng)問題，才能讓新能源電力系統(tǒng)擁有高效、安全、快速的輸出率。基于此，本文分析了大規(guī)模新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)問題。

【關(guān)鍵詞】新能源；電力安全；問題

一、新能源電力系統(tǒng)的基本概念與性質(zhì)

相較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)而言，在系統(tǒng)性質(zhì)的考量視角之下，具有更為鮮明的不可存儲性、不可約制性以及不穩(wěn)定性的客觀特征。例如：對于風(fēng)力發(fā)電的實踐性過程而言，相較其他類型的發(fā)電模式，其發(fā)電機組具有更加明顯的頻率不穩(wěn)定性的特證，在發(fā)電工作過程中，發(fā)電機組對于外界干擾因子的反應(yīng)性應(yīng)答程度也往往會表現(xiàn)得更加劇烈。在這樣的背景下，只有切實將較大規(guī)模的新能源電力接人現(xiàn)有發(fā)展條件下的電能供應(yīng)系統(tǒng)，才能切實實現(xiàn)改良電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的客觀目標，切實促進我國電力能源供應(yīng)與保障事業(yè)取得相對良好的運營實踐。

二、大規(guī)模新能源電力發(fā)展的現(xiàn)狀

能源的緊缺是世界各國在發(fā)展過程中需要面臨的一個問題。關(guān)注能源緊缺、關(guān)注新能源發(fā)展和治理能源污染也是各國在經(jīng)濟發(fā)展過程中需要考慮和研究的主要問題。面對現(xiàn)今社會的發(fā)展形勢，只有降低能源消耗、減少污染、保護環(huán)境才能適應(yīng)我國可持續(xù)發(fā)展的道路，新能源的開發(fā)實現(xiàn)智能化電網(wǎng)是我國進行大規(guī)模新能源電力發(fā)展的需要。解決新能源的電力的消耗問題和系能源電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定問題是提高電力系統(tǒng)可靠性、實現(xiàn)高效利用的途徑之一。大規(guī)模電力系統(tǒng)在發(fā)展的過程中存在一些問題，主要表現(xiàn)在系能源電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)不夠完善的，不能適應(yīng)新能源系統(tǒng)不穩(wěn)定的特點，另一方面是開發(fā)新能源的投入成本比較高，但是利用率卻比較低缺乏經(jīng)濟性。

三、大規(guī)模新能源電力安全高效利用的基礎(chǔ)問題

（一）采取較為先進的發(fā)電技術(shù)

在目前的設(shè)備投入里面，一次性的投入比較多，而且能夠?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)換成為電的效率比較低。這對于想要高效地使用新能源來說，無疑是一種制約。通常情況下，在風(fēng)能發(fā)電過程中，由風(fēng)轉(zhuǎn)換至電的效率為40%，太陽能則為20%，大型火電可超過45%，在一定條件下，甚至可以完成60%至70%，而大型水電則可以超過90%。所以，對于使用新能源進行發(fā)電而言，還需要進一步加強研究。在設(shè)計中，如果能夠使風(fēng)輪機的智能控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)等得到優(yōu)化，其獲取風(fēng)的能力就能夠得到很大提升。在光伏發(fā)電中，發(fā)電裝置方面的性能嚴重影響著起轉(zhuǎn)化率。所以，對設(shè)備進行改良，研究開發(fā)更加有效地跟蹤系統(tǒng)能夠使該系統(tǒng)更上一層樓，并相應(yīng)地降低經(jīng)濟成本。

（二）新型用電和可平移負荷

隨著技術(shù)的發(fā)展，新能源電力系統(tǒng)對較大負荷有了一定的調(diào)節(jié)力度，也提高了掌控能力，但新能源電力系統(tǒng)對外界環(huán)境的抗干擾能力還不夠。一旦外界對其干擾較強在負荷改變時其電力系統(tǒng)的安全性會大打折扣。嚴重時可能導(dǎo)致其功能癱瘓。為此，加強對調(diào)峰技術(shù)的研究、提高調(diào)峰能力顯得十分必要，同時還可充分采用新能源發(fā)電設(shè)備設(shè)施的集中布局、使用距離優(yōu)勢從而達到對新能源電力的高效利用。當(dāng)然，用分區(qū)域與遠距離解耦連接輸送電力的方式建設(shè)電網(wǎng)也能提高電力系統(tǒng)的高效傳送，規(guī)避部分區(qū)域電力系統(tǒng)不穩(wěn)和波動性。通過新能源儲熱原理與蓄能原理科學(xué)實驗，總結(jié)出一套諸多新能源之間的電力互助、互補，制定出科學(xué)有效地負荷控制方案，是負荷響應(yīng)應(yīng)對的最佳途徑。

（三）加強電網(wǎng)的安全防御工作

新能源系統(tǒng)的使用要符合發(fā)展的要求，盡量在運行的過程中減少問題的出現(xiàn)，保障新能源電力系統(tǒng)能夠正常運行，這就需要加強電網(wǎng)控制和安全防御的工作。電網(wǎng)輸送率提高的前提是做好電網(wǎng)的有效控制和安全防御工作，突破電網(wǎng)的輸送極限，為新能源電力系統(tǒng)的安全有效運行帶來積極的促進作用。21世紀，隨著經(jīng)濟全球化和計算機科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使計算機科學(xué)技術(shù)遍及到社會發(fā)展的各個領(lǐng)域當(dāng)中，電力行業(yè)也需要注入計算機技術(shù)的能量。電網(wǎng)的建設(shè)向著智能化的方向發(fā)展，電網(wǎng)的建設(shè)過程中計算機信息量越來越大，需要的數(shù)據(jù)越來越多。計算機科學(xué)技術(shù)的加入，使新能源電力系統(tǒng)的運行更加的穩(wěn)定，有利于各方面對電力系統(tǒng)的控制，同時提高了電力系統(tǒng)的安全防御指數(shù)。

（四）優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新輸電方式

優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使大部分的電源滿足新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展要求是對能夠有效地提高新能源電力安全高效使用率而服務(wù)的。在方案上要采取多元化的解決方案，相互補充，相互支持，利用電網(wǎng)實現(xiàn)多種能源的利用。對能源儲存方面的控制能夠保障電力系統(tǒng)能量的平衡。輸電方式的革新有利于提高電網(wǎng)的輸電能力，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

（五）大容量儲能和就地消納技術(shù)

如果電力系統(tǒng)中的新能源發(fā)電所占比例比較大，單純地考慮遠距離輸送，可能直接增加系統(tǒng)的運行風(fēng)險。所以，需要從各方面進行綜合考慮，可以引入就地消納等技術(shù)，用以增強系統(tǒng)對電能的消納。假如在大容量的儲能方面可以獲取技術(shù)突破，可以大規(guī)模地解決其平抑問題。

總之，在未來的發(fā)展中，我們需要切實加強對新能源的找尋與應(yīng)用實踐，切實將傳統(tǒng)能源形態(tài)對客觀環(huán)境的影響降到最低程度，更好地促進經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻

[1]王雨凝.新能源大規(guī)模集中并網(wǎng)規(guī)劃方法研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.