新能源电力系统与传统电力系统整合方法

新能源电力系统与传统电力系统整合方法

李凌志  

山东诚信工程建设监理有限公司  山东济南250100

摘要：现阶段，国家提出了“碳达峰、碳中和”目标及构建以新能源为主体的新型电力系统。构建新型电力系统要满足高占比新能源电网的运行需求，实现源网荷储的高效互动。对新型电力系统面临的新能源挑战及应对的关键技术、新型电力系统数字化技术展开了研究，对大规模新能源并网给新型电力系统在消纳、安全运行、机制体制方面带来的巨大挑战进行了分析，并提出了一些应对的关键技术；介绍了数字化技术支撑体系架构、数字化技术标准体系架构，并提出了一些数字化建设的技术方向。

关键词：新能源电力系统；传统电力系统；整合方法

引言

传统发电技术对煤炭、石油等不可再生资源的依赖程度过高，同时发电产生的污染较大。随着我国经济的不断发展，能源的需求越来越大，亟须寻找更加安全、可靠的发电技术，弥补现有能源缺口，降低对传统发电技术的依赖，并且有效改善人们的生存环境。围绕“碳达峰、碳中和”目标，应加快新能源并网消纳等主动支撑技术研究应用。新能源消纳涉及电力系统发、输、配、用多个环节，尤其是风力发电、光伏发电对气象条件十分敏感，实现新能源高效消纳，需要电力气象创新技术驱动。同时，山东地区分布式光伏发展迅速，全省分布式用户已超过50余万户，受天气等因素影响，光伏发电存在明显的间歇性和波动性，对电网的运行造成冲击，成为制约分布式光伏并网的难题。利用精准气象预报，研发基于AI技术的新能源发电智能预测技术，有效提升新能源预报准确性，能够加强电网运行调度能力，提升新能源消纳能力。

1能源发电智能预测技术意义

新能源包括风能、太阳能、地热能、潮汐能等，我国目前常用的新能源发电主要是风力和光伏两种形式。随着风电、光伏等新能源装机占比不断提高，其输出功率的不确定性带来了一系列调度运行问题。对风电、光伏输出功率进行准确预测是降低不确定影响的有效手段。新能源发电智能预测系统由一套新能源发电预测终端和一套软件管理平台组成，该系统基于电力气象预测平台下开发的新能源智能预测系统，可以接收新能源发电站的气象信息和电网设备运行状态信息，通过计算机系统分析处理，生成短期、超短期功率预测数据文件及调度部门要求的其他指标文件，并自动上传相应数据文件至上级调度部门，协助进行发电规划。

2新能源电力系统的能源类型

2.1太阳能

太阳能是非常重要的一种清洁能源，没有地域的限制，储量巨大。现在太阳能利用的方法主要包括了热转化和电转化 2 种类型。热转化是指将太阳光通过聚合的方式，直接将太阳能转化成热能，如太阳能热水器、太阳灶等。电转化是指将太阳光通过半导体的光伏效应原理产生电能，这方式可以用来改善偏远农村的电力供应，降低环境压力。由于政府的重视和推动，我国光伏产业发展速度较快。

2.2风能

风能是由空气流动所产生的动能，本质是太阳能的一种转化形式。地球表面由于太阳的辐射而不均匀受热，而导致了大气层中的压力分布不均匀，因而产生了空气的流动。风能分布范围广，储量大，但是能量密度低、不稳定，开发利用受地理限制非常严重。在一些发达国家风能发电量已经达到了全社会发电总量的一半。我国风力发电虽然起步较晚，但是发展比较迅速，目前已经超越美国风电产能，成为世界上最大的风能发电国。

2.3生物质能

生物质能是指太阳能以化学能形式储存在各种有机物中的能量形式，目前较为科学环保的利用技术包括沼气燃料电池技术、生物质发电技术和生物质制氢技术等。近年来我国生物质产业发展政策不断完善，相关技术进一步提高，越来越多的企业参与到行业发展中来。目前新能源发电系统发展的重点是沼气发电及生物质发电等产业项目。

3能源互联网背景下电力系统整合方法

3.1系统供需协调规划

能源互联网可以借助信息采集功能，全面掌握供需双方的信息，包括电网中发电机组工作状态、发电量任务安排和用户预测用电量等信息。结合生产信息和需求信息及电网内部各系统的地理位置，协调传统电网与新能源电网之间供电调配，并结合各区域之间的差异性，具体化不同电力系统的规划方案和供电计划。利用能源互联网技术，实现分散式和集中式能源模块的之间的供需互动，进而实现全局统筹，使得整个电网效益的最大化。

3.2模块化和交互性

新能源电力系统和传统电力系统在发电方式与运营管理上存在一些不同，因此 2 个系统要在互联网背景下独立制定内部运营模式和发电计划，使系统内部成为一个整体，创造更适合于能源互联网的运营模式和生产制度。同时要在能源互联网中保持交互性，保证能源模块之间可以进行协同合作，根据全局需求进行技术性适配和运营方案适配。

3.3建立多元能量交互模块

在能源互联网的控制层面，要实现多元交互能量模块。因为新能源电力系统在结合传统电力系统之后所形成的新系统将更加复杂，系统管理层面上要结合先进电力电子技术、大数据技术和网络技术等融合技术，建立中间接口型交互模块，使得不同能源类型系统之间可以进行信息的交互、能量的双向流动，保证各个子系统相对完整和独立的同时，使得整个系统能作为一个整体进行有效运行。

3.4规划设计问题

各类新能源的快速发展对传统电力行业造成了很大冲击和影响，并对我国电力系统设计规划能力提出了更高的要求。我国电力系统设计规划水平还略显不足，主要体现在能源与网络规划不协调、多类型能源规划不协调、分布式能源规划不协调和供需设计规划不协调等。系统规划阶段的不合理性将直接影响到整个电力系统的安全性及未来可发展性。而互联网能源技术可以突破子系统的空间限制，保证行业基本要素信息的可采集性和可利用性，在设计规划的初期，可以对各种规划方案进行虚拟运行，从而得出较优的规划设计。利用一定的技术方法，将电网系统和燃气系统相联接，实现将弃光和弃风转化为可存储的氢能和天然气，实现富裕能源的规模转化和储存。从而搭建起能源综合利用平台和高效分配和储存系统。在此类系统的构建过程中，实现将弃光、弃风等能源充分地转化利用，并同时保证电力的高质量、平稳的输送和经济上的可行性。随着传统电力系统和新能源电力系统不断融合发展，复合系统的不稳定问题呈现出许多新形态，并且具有持续时间长、影响程度大和原理复杂等特征。研究影响复合型电网稳定性背后的原理，对于电力系统转型和进一步发展具有重要意义。随着因特网的不断发展，传统电力行业也不断地吸取互联网的理念和方法，形成了新的能源产业链和消费模式，新的能源系统展现了不同于传统电力系统的新特征。在物理融合方面主要表现为智能电网为主，多种其他形式能源网络并存的形态。在信息融合方面，以互联网为主，整个系统中信息透明、平等和对等。风力发电和光伏发电的功率预测，需要考虑预测场站的时间尺度、空间范围、输入数据的类型以及预测模型等因素。模型输入是指风电短期功率预测模型，输入信息包括历史功率观测数据和历史气象观测数据。由于风速、风向、气温、气压、湿度各物理量与风电输出功率不同，需要通过相关性分析筛选变量，提高模型训练的速度和输出精度。模型输出指风电短期功率预测模型的输出，可以分为指定时间段的预测功率值和预测误差。

结语

综上所述，探索新能源电力系统与传统电力系统的融合方式具有非常重要的意义。能源互联网概念提出和相关的技术应用，为电力系统整合提供了一种有效的解决方案。本文对新能源发展和新能源电力系统的特征进行了简要介绍，并且基于能源互联网技术对电力系统融合方法和运营模式进行了讨论。希望本文可以为相关领域的研究提供参考。

参考文献

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