新能源和可再生能源技术在智能电网中的应用

新能源和可再生能源技术在智能电网中的应用

林秀泉

泉州供电服务有限公司 福建泉州 362000

摘要：目前，我国主要的发电形式是火力发电，而煤作为其主要的发电原料是一种会对环境造成污染的不可再生自然资源。为解决我国资源紧缺的问题，在不污染环境的前提下，电力企业应该扩大新能源与可再生资源技术的使用。

关键词：新能源；可再生能源技术；智能电网；应用

一、智能电网与新能源发电二者之间的相互关系  1、新能源开发推广是智能电网建设的驱动力  近些年来，能源危机已经成为人类社会发展面临的重要问题，同时化石能源的大量消耗也造成了严重的环境污染。在这样的时代背景下，积极发展新能源是可持续发展的必然趋势。智能电网作为未来社会能源基础设施，必须顺应历史发展的要求。基于此，想要实现新能源发电，必须构建高效、安全、坚强、可靠的智能电网，换而言之，智能电网的发展必须和新能源发展相适应。  2、智能电网构建是新能源革命的基础  风能、光能等新能源发电都具有随机性和间歇性，传统电网根本无法适应新能源发现这种模式，只有构建智能电网才能使新能源发电成为可能。一方面，智能电网可以对间歇性新能源发电的峰和谷做出即时反应。在智能电网中，通信系统和自动控制系统可以将所有元件连接在一起，对不同地区的供电进行平衡。通过接通当地分布式发电和其它发电资源网络的方式根据间歇性新能源发电的峰和谷作出适应性调整。另一方面，智能电网可以充分发挥出新能源发电的效能，智能电网的构建加强了供电企业和用户之间的联系，用户可以自行选择不同价格的电力，这样一来，在间歇性新能源发电的低谷期，就可以通过提高电价的方式降低电力需求，并在电力供应充足时回调，这样就可以保障系统平稳运行的基础上推广新能源。 

二、新能源接入传统电网带来的问题  1、影响电能质量  目前新能源发电领域中发展最好的是光伏发电与风力发电。因为天气等自然因素的影响，光伏发电与风力发电具有波动性与间歇性，且其均需配置整流—逆变设备以及其他相应的电力电子设备，这种方式将使其产生谐波电流以及直流分量。当谐波电流直接进入电力系统时，电网电压将会出现畸变反应，电能质量降低，从而导致测量仪表功能丧失，负荷增加，使整个电力系统的继电保护装置、自动装置失灵，对电力系统的安全稳定运行造成影响，影响稳态电压的分布以及无功特征，加大了电网系统的不可控性。频繁被启动的新能源发电单元会加大配电线路的负荷，使电压难以被调整。因为发电设备内有非常多的电力电子部件，所以调解与控制电压的方式也和传统电网有显著差别。尽管多数新能源发电装置上安装了逆功率继电器等相应装置，然而一般情况下，并不会通过该装置向电网注入功率。如果配电系统发生故障，短路过程中将导致电流直接进入电网，造成配电网的开关电流加大，有可能使其开关短路，危害整个电网的正常运行。  2、对电网系统的实时监控的影响  现行的配电网是一个无源的放射形电网，信息采集、开关的操作、能源的调度等相应比较简单，其实施监测、控制和高度是由供电部门统一来执行的。新能源的接入使此过程复杂化，特别需要对新能源接入后可能出现的“孤岛”现象进行监测预防。当新能源的本电网与主配电网分离后，仍继续向所在的独立配电网输电，就会形成“孤岛”现象。所谓孤岛效应是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象。孤岛中的电压和频率不受电网控制，如果电压和频率超出允许的范围，会对用户设备造成损坏;如果负载容量大于孤岛中逆变器容量，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。同时，会对检修人员造成危险;如果对孤岛进行重合闸操作，会导致该线路再次跳闸，而且负荷可能出现供需不平衡，将严重损害电能质量，从而降低配电网的供电可靠性。 

三、新能源和可再生能源技术在电力企业中的应用策略

1、新能源和可再生能源在电力企业中的具体应用

1.1太阳能光伏发电

太阳能是新能源中使用频率较高的可再生能源，通过专有设备进行太阳能的储存，再将太阳能转换成电能，为人们的生产生活输送了必不可少的电力。在电力企业中应用的太阳能光伏发电，其发电系统由太阳能电池板、控制器和蓄电池等部件组成。在晴天时将太阳能电池板与蓄电池相连接，阳光照射在电池板上太阳能被储存下来，接着在控制器和逆变器的控制下太阳能在其传输系统中被转换成电能。我们在生产生活中最常见到使用太阳能的例子就是家中的太阳能热水器。通过增加太阳能的使用频率，会起到节能环保的作用。

1.2风能的开发利用

风能与太阳能在能源性质上有很多相似之处，比如二者都是绿色清洁能源，通过设备的转换都能转换成大量的电能。风能之所以被用来转换成电能，是因为其对环境不会产生污染，在进行风能转换成电能之后实现对电能的节约。风力发电的设备被称为风力发电机，它是由风轮、发电机以及铁塔三部分组成的。其发电原理主要是通过风力将风车叶片带动起来旋转，之后设备上的增速机会发挥起作用加快风车叶片的旋转速度，达到使发电机发电的目的，最终实现将风能转换成电能的目标。按照我国现在的风车技术来说，在大约每秒三米的微风状态下就可以吹起风车叶片使其开始发电。其发电原理是先将风能转化成电能，再将机械能转化成电能。电力企业可以根据企业自身的实际情况增加风力发电设备，实现风能与电能的转换。

1.3核能资源的开发

核能与其他新型能源相比对环境的影响最小，用来转换电能的效率最高。但同时它也存在一个最致命的缺点，它对人存在一定的危险，如果不小心造成核能的泄露，其造成的辐射危害是不可逆的，所以人们在利用该能源的同时还应该加强对其的监查工作，保证其不会对人类的生命安全造成危害。应该将开发核能的重心放在核反应堆的研究中，核能的发电原理是将核反应堆中的核燃料进行裂变反应释放出的裂变能转变成电能。在保障核能安全性能的同时加大对其的利用率，实现核能在转换电方面的高效率，才能真正推动电力企业的快速发展。2、完善新能源电网建设

我国现阶段的发电能力一直处于飞速发展的状态，但在电网建设方面还处于相对落后的现状，所以导致并网问题没有被解决，延误了企业对新能源的使用时间。在面临这样的困境时，企业要明确以发展新能源为主的智能电网为目标，切实解决并网问题，推动电力企业的发展进程。由于智能电网的建设需要信息技术的支持，所以在建设电网的过程中需要电力企业与高新技术企业的参与。与此同时，在智能电网构建输电层面技术日益成熟的基础上，应该加强配电方面和用户互动方面的落实工作，从建立试验区的角度不断累积经验，促进智能电网的良好发展趋势。而且由于新能源处于发展旺盛的阶段，国家应该大力培养新能源研究人员，使其不断发现新型能源以及扩大新能源的应用范围，实现新能源的有效应用。

结束语

总之，21世纪，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，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。为了保障电网的安全性、可靠性，智能电网的理念应运而生。因此，本文的研究也就显得十分的有意义。  参考文献  [1]高毅.智能电网及其在新能源发电中的应用分析[J].中国战略新兴产业，2018（32）：21-22.  [2]张红敏，张博，张依强.智能电网背景下新能源发电的挑战与机遇[J].山东工业技术，2016（02）：155.