智能电网及其在新能源发电中的应用

黄正文

[摘 要]近年来化石燃料日益枯竭、生态环境污染问题严重，开发和使用新能源逐渐引起社会广泛关注，成为工业生产和经济发展必然选择。针对我国能源国情，政府及管理部门颁布了一系列相关制度和发展规划，其中《可再生能源长期发展规划》明确指出至2025年可再生能源消耗量将占据能源总消耗量百分之十五，必须形成自有知识产权为依托的可再生能源技术研发能力。本文从智能电网发展历程和与新能源发电之间关系进行分析，对智能电网在新能源发电中应用技术重点讲解，进一步提出智能电网在新能源发电中应用价值，以供参考。

[关键词]智能电网；新能源发电；具体应用；研究

中图分类号：TE197 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0186-01

随着科学研发技术改革创新，新能源广泛使用，为电网生产和发展带来了更加严峻的挑战。潮汐发电、太阳能发电与风能发电具有随机性、不连贯性等特征，无形之中加重了电网发电系统控制难度和电网运行安全风险；核电技术可调节能力较弱，需要以稳定安全运行电网为依托，电网运行新问题逐渐显露出来，为智能电网升级创新创造了机会和平台，也为其在新能源发电中应用提供了基础条件。

1.智能电网发展历程概述

电力工业将一次性能源经由发电设备转换为电能，再将电能通过输系统、变电系统和配电系统供给用电户，为制造业生产和市场经济提供动力支持，更是能源产业核心内容。目前面对着环境污染和资源缺陷等问题，使得社会各级与人们开始关注电力行业可持续发展落实情况。另外，随着社会现代化进程脚步不断加快，对电力生产质量和供电服务提出更高要求。电网创新升级为国民提供了可靠性强的能源服务，在对科技发展和经济发展发挥着重要作用。为了满足社会需求，和实现节能减排这一目的，智能电网应时而生。

生态环境问题、资源能源缺乏、经济发展需求、科学技术创新以及电网改革创新已经成为研发和建设智能电网主要内容和本质目的。由于各国国情不同，在建设智能电网方面上存在着共同性的同时也各有关注和侧重因素。

我国社会经济迅猛发展，随之而来的对电力供应和需求也持续增长。在能源危机和环境问题压力下，使得电网企业在考虑经济效益同时开始关注未来发展趋向和生态资源。电力资源和需求存在着较为明显地区差异，这对智能电网建设、新能源开发使用以及配套电网设备建设造成一定程度影响，也对电网资源配置优化提出更高标准。结合电网市场信息，智能电网

要以特高压电网建设为结构框架，各级电网企业合作发展为基础条件，引用先进网络通信技术为管理体系，实现现代化、信息化以及自动化等特征，贯穿电力生产系统发电环节、输电环节、变电环节、配电环节、供电环节以及调度环节、渗透整个电网电压等级，将电力、信息和业务有机结合，打造现代化电网企业。

2.智能电网与新能源发电之间的关系

2.1 发展新能源是建设智能电网动力来源

资源危机和环境问题日益严重，国家想要长治久安发展就要坚持可持续发展战略，减少对不可再生能源消耗和使用，实现节能减排，从而达到保护生态环境。总的来说，新能源代替化石能源，符合可持续发展战略需求，更是制造企业发展必然选择。智能电网基于未来能源发展的社会基础设施，更是顺应时代发展需求。所以，加大对新能源研发使用力度，为智能电网建设提供动力支持。将智能电网和新能源发电有机融合，实现发电稳定可靠、供电安全和节能减排等价值。

2.2 智能电网建设是新能源发电基础条件

智能电网可以强化电网管理中新能源发电能力和穩定程度，主要表现在智能电网对新能源发电峰谷及时作出反应和最大程度上发挥新能源使用价值两方面。

因为电网运行系统中元件被通信系统与自动化控制系统相连接，智能电网可以通过运用发电系统和网络系统对不同区域间电力循环和供应进行管理平衡，与各区域分布式发电系统、通信网络等手段对新能源间歇性发电峰谷及时作出反应。

智能电网建设应用，使电力用户可以根据用电价格自主选择电力。所以，新能源发电通过市场价格控制间歇性供电的缺陷。当供电条件不足以符合使用需求时可以调高电价；当供电条件大于使用需求时可以降低电价，在保障满足电力系统安全性和稳定性基础上，实现新能源应用最大价值。

3.智能电网在新能源发电中应用

3.1 智能电网使新能源发电更加稳定

电力生产需要持续不间断运行，发电、损耗以及负荷三者之间必须保证稳定协调，电网用户对电力供应和服务需求随着生活质量、环境问题等因素发生变化。固有电力系统通过可控性发电机组中水电、火电出力调节电力系统发电和负荷之间平衡关系。但是由于新能源发电受到外界因素影响，使得水电、火电出力更加难以控制。新能源发电技术迅猛发展条件下，通过在风力发电设备和太阳能发电设备中增加储能装置，一定程度上缓解了新能源发电出力控制难度，采用储能设备对发电机组出力参数进行整理分析，进而对出力曲线调整，高效降低了出力变化对电网系统影响。

在电力生产充足的情况下，对电能进行适量储存，用以负荷峰值时释放电能，发挥电力削峰填谷、减少电力系统运行需求等作用。根据电力能源转化类型差异角度进行分类，当前电能储存主要分为：第一，机械储能方式主要包括抽水蓄能、飞轮储能和空气压缩储能；第二，电化学储能方式主要包括钠硫电池、铅酸电池、镍镉组电池和氧化还原液流电池；第三，电磁储能方式主要包括超导储能和双电层电容器；第四，相变储能。

3.2 智能电网降低新能源发电成本

近年来新能源分布和发电负荷需求逆向分布特点越发明显，将新能源发电电能传输到相对应发电负荷需求区域，需要进行远距离书电操作。所以，针对新能源发电情况和特征进行耗损少的输电操作，是当前急需解决的问题。

新能源间歇性发电波动性和随机性较大，通过运用新能源基地输电计划，是缓解当前输电损耗严重有效措施。保障电力系统安全性和可靠性基础上，适度选择供电距离和连接电压等级，将同属性电源特征的发电站统一集中外送，有效提高新能源应用经济效益。结合不同新能源和常规能源配比量，对新能源电能输送结构和方式进行调整优化，降低新能源发电机组出力变化，提升电能传输利用率和使用率。

3.3 智能电网使新能源发电调度更加精准

3.3.1 新能源发电调度预测技术

电力系统安全性和可靠性离不开电力生产和电力消耗在运行过程中动态平衡情况，新能源中电力发电和太阳能发电具有电力输出功率随机性和波动性大的特点，一旦进行大规模电网并入，将给电力生产系统和电力运行系统带来极大冲击。

所以，重视对大规模新能源发电和功率预测技术研究力度，经过不断试验和计算将太阳能发电功率和风力发电功率数据预测出来，从本质上提高电网系统运行安全程度和可靠程度，强化新能源发电并网容量和市场竞争力。

3.3.2 模拟发电站

模拟发电站是将分布式发电和可控性负荷统一收集，运用中央控制系统控制。采用模拟发电站管理体系和调度方式，将调度中心每个分布式发电资源信息统一监控。由模拟发电站中央控制系统对各环节分布式发电资源进行配置优化，实现交易中心和模拟发电厂交易活动。

针对为用电户供电的电网侧来讲，模拟发电站将大批量分布式发电资源整合分化，作为传统发电站调度环节，有效降低太阳能和风能等可再生资源不可控特征，提高发电系统稳定度。相对于分布式发电用户，要结合实际情况选择模拟发电站的供电量，通过采用模拟发电站参与市场交易，增加收益。

结束语

电网运行效果要从可靠程度、经济效益和服务质量进行衡量，智能电网建设和在新能源发电中广泛应用，一定程度上缓解了不可再生能源危机和环境污染情况。政府及管理部门加大对智能电网建设力度、新能源发电全面应用力度，为生态环境保护和社会可持续发展提供基础条件。

参考文献

[1] 蔚芳，张粒子，王昀昀，等.与清洁能源协同发展的智能电网[R].国际清洁能源发展报告，2013，191-218.

[2] 章继春.智能电网及其在新能源发电中的应用[J].企业技术开发，2014（36）：42-43.endprint