智能电网中的并网技术探究

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发表于 2013-4-20 08:53:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
1智能电网与并网技术概述 电网是国家能源产业链的重要环节,是国家综合运输体系的重要组成部分.当前我国各行各业不但对电力的依赖性愈来愈强,而且对供电可靠性及电能质量的要求日益提高,高效、清洁、安全、可靠、交互的特征是对电网的新要求。在本世纪初,美国电力科学研究院提出“Intelligrid”(智能电网)的概念,就是通过采用先进的材料技术、超导技术、电力电子技术,重点研究控制技术、广域测量技术、实时仿真技术、储能技术、可再生能源发电技术、微型燃气轮机发电技术等建成完全自动化、高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的输配电系统,以保障大电网的安全性、稳定性,提高供电的可靠性及电能质量。在2009 年5 月召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上,中国国家电网公司正式提出“坚强智能电网”的概念,即以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。并计划于2020 年基本建成中国的坚强智能电网,正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。当前,我国正处于经济建设高速发展时期,电力系统基础设施建设面临巨大压力,同时,地区能源分布和经济发展情况极不平衡,能源中心主要分布在西部和北部地区,而负荷中心却在中东部地区,这就要求我国的智能电网必须以特高压骨干输电网为基础,建立坚强的输电系统,以便于实现能源的大范围合理配置,为电力系统更高层次的智能化提供坚实的基础。应该具备自愈能力要强、可靠性要高、资产管理优化、与用户友好互动强、能兼容大量分布式电源的接入等特征。
  智能电网中的并网技术是就是将太阳能、风能潮汐能,生物质能等各种新能源进行联合并网的方法与措施,随着风电、光伏以及生物质能等新兴能源的迅速崛起,由于新能源发电的间歇性、随机性、可调度性低。并网难题正给国内电网带来新的压力,因此,如何利用智能电网中的并网技术,改善新能源的发电特性与可控性、响应能力、抗干扰能力是目前我国电力部门亟待解决问题。
2我国智能电网中的并网技术发展的重要意义
  2.1并网技术能大大减小输送时所耗费的能量
  当前,作为重要资源的煤炭资源主要分布在我国欠发达的北部与西部地区,譬如山西、内蒙古、陕西、新疆等,这些地区煤炭消耗量远[论文网 www.ap5u.com]远小于我国相对发达中东部地区,大型煤炭能源基地与能源消费地之间的输送距离相对较远,同时,我国东部地区受环保、运输以及土地等各种因素的影响不适合建设大型燃煤发电厂。要解决经济高速发展带来的电力增长的需求以及煤电运输紧张带来的一系列问题,我国必须进行优化资源配置格局,大力运用智能电网中的并网技术,促进特高压电网的发展,让电力电能达到远距离、大规模的高效输送的目的,能电网中并网技术能够大大提高发电设备的综合利用效率与能源使用效率,促进节能减排。
  2.2各类新型能源并入电网能节约能源,降低消耗
  当前,减少大气污染、温室效应、开发和利用新型清洁能源是世界发展的主题,我国也将智能电网作为是现代化电网建设的主要目标。信息化、数字化、自动化、互动化的统一智能电网能够大大提高电网的稳定安全运行安全,并且效益明显。而智能电网能够将风电、光伏以及生物质能等新型清洁能源有效便利的并入。对于我国的节能降耗有着深远意义。
  2.3并网技术有利于实时电力市场建设,增强电力市场效率
  实时电力市场能有利于市场环境下电网运行的可靠性的提高 有利于电网调度自动化水平的增强,是当前我国电力市场改革的主要内容,是电网在市场环境下安全运行的重要保障,同时也是实时实现智能电网并网成功不可缺少的条件。智能电网能够为实时电力市场提供完善的技术条件,促进实时电力市场的建设和完善,在智能电网模式下,大规模分布式绿色能源的接入,改变了电力系统配电网的固有运行特性,大容量间歇式绿色能源并网给电力市场实现智能电网节能效益,节约能源,降低消耗。
3 提高智能电网中的并网技术措施
  3.1合理规划和设计清洁电源的接入标准和规划方案
  当前,我国中西部一些新能源没有有效并入电网,有关数据表明,现在我国大约三分之一的风电装机并网项目运行在空转状态。导致这样的主要因素就是这些清洁能源有一个与燃煤发电最大的不同点——间歇性。要将这种间歇性的能源并入电网,必须要通过实时、精确的发电和负荷预报以及一些特殊                                [/td][/tr]                [/table]
的协调控制方式才能实现。因此,实现清洁能源的并网必须先实现合理规划和设计清洁电源的接入标准和规划方案。包括对风电、光电、火电、水电等互相配合“捆绑输出”分析、制订各类清洁电源并网技术标准以及清洁能源安装位置与安装容量等,保障新能源发电能够安全有效及时上网。 3.2 大力发展光伏并网技术 太阳能是理想的可再生资源,随着太阳能光伏并网发电应用越来越广泛。光伏并网控制技术成为新的研究热点,光伏并网发电系统的应用前景越来越广阔,光伏并网发电技术相对于燃煤发电最大的优点就是不消耗矿物燃料,没有环境污染。但是的光伏电能并网,发电厂必须增加旋转发电机的旋转备用抑或热备用,所以,将光伏并网时,其发电的实际降耗比率要减去应旋转备用与热备用所损失的能量。光伏发电特性取决于两方面:光资源的特性和发电设备的特性。光资源特性具有规律性、间歇性和波动性,发电设备特性则包括逆变器谐波及抗过流能力差、光伏电池电磁暂态无惯性等。从结构上来看,当前我国大型光伏并网发电系统主要包括光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。其中逆变器是核心设备,它不仅能够引导光伏阵列始终工作在最大功率点附近,以获取最多能源,还能够将获取的电能转换后送入公共电网。此外,大型的光伏并网系统一般还包括蓄电池和隔离变压器。 复杂的结构,不仅要求大型光伏并网发电系统方案提供商具备深厚的电子电力技术积累,更要求相关产品的可靠性与可用性。
  3.3大力研究大容量储能技术
近年来,随着我国电网运营面临用电负荷持续增加、风能、太阳能等间歇式能源接入占比扩大、调峰手段有限等诸多手段,储能技术尤其是调峰电源得到了空前发展。间歇式电源需要有储[论文网 www.ap5u.com]能装置与其配套,容量小的间歇式电源能够用蓄电池等装置加以存储,而容量大的间歇式电源就必须有大型的储能装置来储能。因此,大力研究大容量储能技术是新能源并网的重要条件,因此,我国应该充分利用我国丰厚的新能源资源,积极开展容量储能技术这一领域的研究,为我国电力系统安全高效运行提供新的技术支持。
  3.4大力发展分布式电源技术并网
  分布式电源是分布式发电装置与分布式储能装置的总称,指的是小型的、直接联到配电网上的、一般向当地负荷供电的发电方式。大力发展分布式电源并网优点明显,一是分布广、能量密度低,适合分布式开发利用;二是热电联产微型燃气轮机,效率高,减少温室气体排放;三是适合小型化、启动方便、远距离输送成本低;四是投资小,见效快。分布式电源并网带来的技术也有其弊端,譬如容易引起线路保护误动或拒动、发电量与负荷不平衡,供电质量没有保证等等。因此大力发展分布式电源并网,逐步克服其不利因素对我国智能电网的发展意义重大。
  结束语:总之,我国要实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代智能电网,必须大力发展包括核电、风电、太阳能、生物质、大水电等各种新能源,研究并网技术,保证能源安全,为我国经济持续稳定发展夯实基础。
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