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应对新能源传输与消纳 智能电网如何创新?

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供稿:中国工控网 2016/8/5 10:31:03

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发展以风电和太阳能为主的新能源,是解决化石能源所面临突出问题的必然趋势。目前世界各国都在大力推动新能源的发展。但新能源发展也存在突出的问题。一是随机性和波动性,光伏发电和风电高度依赖于天气和气候,所以它们上网后对电网的安全稳定运行影响很大。二是风电和光伏发电资源分布的不均匀性,我国规划的风电、光伏发电基地,大部分都在北部或西北,但是用电负荷中心都在中东部地区,所以就存在新能源传输和消纳的问题。

  根据新能源发展存在的问题,近年来我国在智能电网技术方面做了大量的创新工作,助力新能源的发展。智能电网技术创新主要包括三项技术。第一项技术是输电技术,它的作用主要是支持大规模的新能源开发,将其输送到负荷中心。第二项技术是大规模的新能源接网、并网技术,前两年出现了风电、光伏发电并网难的问题,实际上是因为风电、光伏发电发展很快,而我们对新能源并网技术研究得不够,所以这几年我国加快了研究大规模风电、光伏发电的并网技术,支持新能源的大规模开发。第三项技术是智能配用电技术,因为新能源除了大规模的集中开发外,还有分布式的,在新能源分布式并网方面也存在技术上的难题。

  第一项先进输电技术包括特高压输电技术和柔性输电技术。目前国家电网公司已经建成“三交四直”特高压工程,正在建设“四交六直”特高压工程,其中主流输电等级提升至1100千伏,输送容量1200万千瓦。现在哈密到郑州的特高压线路,将哈密的风电、火电打捆送到河南,支持了新能源的大规模开发。中国的特高压技术还走出了国门,国家电网公司中标巴西美丽山水两期项目,不仅实现技术输出,还成立联合公司负责项目的建设运营,所以说中国在输电技术方面已位于世界前列。另一个先进输电技术是柔性输电技术。近几年柔性直流输电技术发展迅速,但由于目前直流输电技术还是端对端、点对点的,存在只能控制关合,灵活性差的问题,未来将利用可关控全面控制技术来解决。国家电网公司正在张家口地区研发建设柔性直流电网示范工程,未来张家口将成为新能源集中发展的要地,整个工程装机将达到5000万千瓦,这将是全世界电压等级最高的柔性直流工程。

  第二项先进技术是大规模新能源并网技术。针对新能源的随机性,近几年中国电力科学研究院风能研究所依据我国1000余个新能源场站三年以上的数据,通过数据分析,揭示新能源规律,提出创新方法,提高新能源预测精度。现在我国在新能源预测精度方面已经赶上了国际先进水平。国家电网公司在研发新技术的同时还研发功率预测系统,包括风电和光伏功率预测系统,对100多个风电场进行了布局。预测好了还要调度得好,前段时间的弃风弃光程度很高,这种现象不是技术问题,是政策问题,是利益的博弈。国家电网公司为了保障新能源上网,进行了优化调度。

  另外,由于新能源的波动性,如何让新能源配合电网稳定运行,就要研发大规模的储能技术。以前我国的储能技术都是进口的,现在实现了全面国产化。国家很重视蓄能技术,目前正在建设8座蓄能电站,可为风光上网提供有力支持。此外,针对风电、光伏发电本身存在的缺陷,如抗导能力差、低电压穿越时容易脱网等问题,国家电网公司还专门研发了控制技术,就是保证电网故障时能坚持运行一段时间,维护电网安全运行。目前该技术已经应用,对电网的安全性有很大的提升。还有一项技术是虚拟同步技术,它可以使光伏、机电元件产生惯性,在不需要人工调节的情况下就可以实现系统的稳定运行,目前该技术已经研发成功。运用这些技术后,我国增加了130多亿度的新能源电力,我国在新能源装机及技术方面已和国际处于同步水平。

  最后一项技术是智能配用电技术。配电网直接面向用户,未来配电网将面对分布式接入,电动汽车也将互动起来,电动汽车既是一种负荷,又可以在需要时作为一种电源提供电。根据现在电网的互动性质,配电网需要实现智能化。传统配电网在可靠性方面要实现信息监控,在自愈技术方面及快速消化新能源等方面还有很多技术要改革。用电技术更是与老百姓息息相关,我国在智能用电方面是和国际接轨的,特别是在用电信息采集和电动车的充放电设施及智能楼宇园区、智能家居方面的创新工作做得很多。国家电网公司在用电信息采集上提前布局,为客户安装智能电表,提高互动性。目前,国家能源局已经开展了30个光伏示范项目。将来新能源在配网接入后,会直接对用户有影响,还需要储能技术相配合。

  近年来,我国大规模发展输电技术、新能源并网、智能配用电技术等,智能电网技术对新能源的发展起到了有力的支持作用。但是由于我国自身特点,发展上有很多无序和非理性的东西,新能源发展速度太快,电网和电源发展规划的不协调使得弃风弃光现象严重。国家“十三五”规划对于新能源消纳问题正在采取举措解决。新能源的开发利用,不仅是技术层面,还需要国家不断完善激励政策,推动新能源不断发展。

审核编辑(郑益文)
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