智能电网与新能源发电技术研究

智能电网与新能源发电技术研究

马骞

三峡新能源共和发电有限公司  青海西宁  810000

摘要：由于传统能源的急剧下降和环保要求的提高，新能源技术迅速发展起来，从而形成了一个智能化的电力网络。本文从智能电网的特征入手，对其发展过程中所面临的问题进行了分析，着重探讨新能源技术在智能电网中的有效应用，对未来的电力系统智能发展前景进行预测。

关键词：智能电网 新能源 发电 技术

1智能电网概念分析以及其发展现状

(1)智能电网概念。中国电网建设概况：智能电网要求电网的发、输、变、配、用电等各个方面均可以做到实时监测，并使其在电网上的各个节点上进行双向传输，有效利用通讯、自动化控制系统，使与电网连接的各个设备和用户可以实现无缝连接和实时交互；当出现电源失效时，该网络必须具备充分的自我修复功能，以保证整个系统的正常运转。

(2)新能源在智能电网发展中的重要地位。各国研发智能电网的最初目的可能各有不同，但有一点却是一致的，那就是他们都将新能源纳入到智慧电力系统的发展之中。按照“一特四大”的发展战略，把全国电力系统建成以特高压为主、多层次电网协同发展、信息化、自动化、互动化于一体的高效能智能电网，推进大型煤电企业、大型水电企业、核电企业和大型可再生能源基地集约化开发利用。

(3)新能源发电对智能电网的影响。我国的风能、太阳能等新能源资源被大规模开发和使用，根据有关数据显示，中国一次能源的发电比例正逐年下降，风能发电的使用率将会有很大的提高。从目前系能源发电使用情况来分析，可以预判新能源是未来能源的主要动力。

2智能电网对系能源技术的接入

风能、太阳能、水利、沼泽等新能源，由于其间断性、波动性小等特点，与电力系统连接时，必须进行协同检验，确保电力系统在安全、可靠的条件下正常运行。一方面可以减少风电、太阳能、水能、沼泽等电力系统所带来的安全稳定的工作条件，另一方面也要考虑到新能源发电的基本接入与管理。在风电机组的供电方式上，智能电网还制定了相应的控制措施，比如功率预测、功率预测、电压调整、低压跨越和操作、电力品质与模型、以及通讯、网络的接入等。通过引入风能、太阳能、水能、沼泽等新能源的标准化接入，断续供电会变得更加准确，可以对各种控制技术进行预报和操作，从而达到对大型新能源的智慧电力系统的科学、高效的应用。

3新能源发展正在面临的挑战

3.1调峰、调频问题

要实现电力市场供求的实时平衡，就需要充分发挥其它电源的相容性以有效降低新能源对电网的随机波动性，其中水力发电和火电为最佳的发电方式。到目前为止，全国电力总装机仍然以火力发电为主。因此，在发展新的电力系统时，必须依靠火电的快速深度调峰。

3.2新能源电力消纳问题

新能源是一种分散的新能源，以国内风力发电为代表，风力资源主要集中在我国西北部地区。但是，由于我国西部地区经济发展比较落后，无法完全消纳出所需的电力，只能通过西部大开发的方式向西部输送。因此可以预见，今后电力市场的发展将会从单纯依靠大型电力系统的自主经营转变为与分散形式小型电力系统协同共处。

3.3继电器保护问题

与同步电动机比较，当出现短路时，发电机不能提供持续稳定的电流。因此，如何使继电保护设备在非连续的短路电流的状态下判断出是否存在问题，从而迅速而又精确的将其切除，把事故对电网安全性造成的损失降到最低。

3.4电力系统的安全性

大规模新能源具有随机波动性、难以准确预测、对电网扰动的敏感等特点，给电力网络的安全性造成了新的巨大挑战，同时也造成大量网络连接，导致网络整体失效。

3.5对电网运行经济性的影响

新能源具有随机性和间歇性的特点，目前只能将其视为一个不确定的未知能源因素。在电网运行过程中，要增加一定容量的旋转备用，以防止电网在运行过程中对整个网络系统造成不利。新新能源并网不仅可以分摊一部分负载，还可以减少电网的燃油消耗，提高电网的可靠度。

4新能源技术在发电中的应用

4.1风力发电

我国很多偏远山区，比如甘肃，青海，西藏，都没有水源，燃煤电厂不仅对环境造成严重的污染，而且对电力要求也很高。因此，在甘肃，大部分地区都选择风能发电方式，但也要考虑在没有水的情况下，风能是最好的选择。如果是在大风的天气里，那么风轮就会停止运转，或者是风叶断裂，在一些特殊的环境下，这些东西是无法被运送到其他的地方的。就拿西藏来说，有许多交通条件非常糟糕的地区，还有高原低氧环境，都有可能造成一些仪器无法使用的问题。因此，尽管西藏拥有大量的风能，却无法充分发挥其作用。

4.2太阳能

有效应用于智慧电力系统，太阳能是自然对我们的一份恩赐，所以我们可以利用它来进行能源分配，但是不可能每个地区都有这样的条件。江南多雨的地方不可能频繁利用太阳能，但是在南方雨水稀少的地方，太阳能却是最好的选择，西藏和蒙古都是受益最大的。在那里，由于雨水少，地形又比较平缓，再加上道路条件不好，所以我们认为，这些地方是用太阳能发电是最佳的去处。这里平均光照最多，长期不会有降雨，太阳能的采集也相对容易，只要有一个电池组就行。因此，在不方便运输的情况下，在西藏地区，阳光照射量很大，适合太阳能发电。

4.3水力发电

在南部，水力发电是一种最常用的电力形式，比如三峡水电站，在最初的建设时期三峡水电站修建被各种因素所阻挡。不过后来发现，这种水电建造方式非常有道理，在南方，我们可以看到很多水电，这也是一种绿色能源。这样的发电方法在现在已经成为一种很常见的方法，不过也有许多的问题，比如三峡水电站的建设，让我们想起那些被拆迁的人，还有那些受过特殊照顾的古老建筑。三峡风景长期被破坏，三峡两侧已经没有了古代诗人的诗词，而且三峡的建设也会给天气带来一些变化。就像是最近几年频繁发生的极端天气，就是在这种情况下产生的，因此可以说这是一次巨大的灾难。

4.4沼泽发电

在很多的乡村地区，还有一种发电方式那就是沼泽发电。一来是因为农家肥料比较多，二来是因为离得比较近，所以大家都有足够的时间来打理，还会有一套情况资源共享链接。就像是养殖鱼类一样，不过这样的发电方式也有一些缺点，比如会导致甲烷爆发，还有一些地区根本就没有办法利用这种发电方式。有的地方沼泽所占面积太大，对周围的环境也会产生影响，用不好就会导致严重的生态问题。

5发展新能源电网的新技术

5.1积极发展能量储存技术

由于新能源越来越普遍，电网调峰、提高电网可靠性以及提高供电品质等要求，使得储能技术显得越来越重要。为达到可持续发展的电网目标，解决电力供需失衡，改善供电可靠性等问题，提出了一整套解决办法。为改善现有发电设备的使用效率和可靠度，减少发电煤耗和供申线损耗，可以考虑使用大型能量储存设施。

5.2超导技术

由于超导电力技术在电力系统稳定性、大容量输送、短路保护等领域的应用方面有很大的优越性，因此超导体技术若能推广到电力系统中，将会给电力工业带来巨大的变化，同时也为电力系统的发展注入了新的技术支持。在国内相关专家已经在开展大量试验和示范项目，加快国内超导体技术的广泛应用。

5.3输能管网技术

输能管网技术的关键在于采用相同的管道网，实现输电以及液态氢的同步传输。通过高直流超导电缆实现电力传输，同时液体氢在电缆芯管道中流动。

5.4传输体系具有灵活多变性

采用新的传输技术不仅可以提高电力系统的传输容量，还可以使电力系统资源得到最优分配。针对不同输配电方式并存、分布式发电系统的分布特征，构建分层分区、区域解耦的大规模网络结构，实现就地消纳与超高压远程传输相结合的网络。

6结语

从以上关于新能源与智慧电力网络的论述中，我们可以看出新能源在智慧电力系统中的应用非常广泛，但同时，我们也认识到新能源的不足，尤其是在某些偏远地区，其应用受限于诸多因素，所以未来智能电网发电技术依然任重而道远。

参考文献

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[2] 李智. 智能电网及其在新能源发电中的应用分析[J]. 名城绘, 2020.

[3] 陈玮. 新能源背景下的主动配电网故障恢复关键技术研究[D]. 浙江大学, 2020.