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智能電網(wǎng)及其在新能源發(fā)電中的應用論文
摘要：新能源的迅猛發(fā)展，給現有電網(wǎng)帶來(lái)了新的嚴峻挑戰。風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電具有隨機性和間歇性，這無(wú)疑使電網(wǎng)運行控制的難度和安全穩定運行的風(fēng)險明顯增大；核電的可調節能力較差，發(fā)展核電也需要堅強電網(wǎng)的支撐。這些新的問(wèn)題使電網(wǎng)升級改造迫在眉睫，也為智能電網(wǎng)在新能源發(fā)電中的應用奠定了堅實(shí)的基礎。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；新能源；影響
當前，隨著(zhù)化石能源的日益枯竭和環(huán)境問(wèn)題的日趨嚴重，開(kāi)發(fā)使用新能源是世界能源發(fā)展的新趨勢。2009年9月4日，國家發(fā)展改革委員會(huì )向全社會(huì )公布了《可再生能源中長(cháng)期發(fā)展規劃》。規劃提出，到2020年可再生能源消費量占能源消費總量的比重將達到15%，形成以自有知識產(chǎn)權為主的可再生能源技術(shù)裝備能力。
1.智能電網(wǎng)概述
基于當前的物理電網(wǎng)，與現代化電網(wǎng)運行技術(shù)相互結合，構建全新的電網(wǎng)，這就是智能電網(wǎng)。在智能電網(wǎng)中，最大的優(yōu)勢就是高度的智能化與自動(dòng)化技術(shù)，完美結合電子科技與計算機技術(shù)，對通訊技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行合理運用，全面優(yōu)化電力系統。對智能電網(wǎng)的運用可以保證電力資源得以有效節約，并且實(shí)現優(yōu)化配置，確保電力系統的供電更加安全，運行更加可靠，使得電力應用更加高效與環(huán)保，不斷滿(mǎn)足人們對于電力的需求。
自2002年以來(lái)，美國實(shí)現了智能電網(wǎng)技術(shù)工作，構建現代化智能電網(wǎng)，而且，電力公司也采取了相應的自動(dòng)化感應裝置。通過(guò)對計算機的合理控制，使得電路運作更加智能化。由于我國智能電網(wǎng)研究的發(fā)展時(shí)間較短，然而起點(diǎn)很高。截止目前，我國很多城市都已經(jīng)實(shí)現了智能電網(wǎng)的應用，使得電力通訊以及電能的遠程控制都能夠滿(mǎn)足最基本的要求。
2.智能電網(wǎng)條件下新能源的規劃發(fā)展
�。�1）新能源儲量巨大普遍具備可再生特性，可以為人類(lèi)生產(chǎn)生活提供持續不斷的動(dòng)力。比如，據相關(guān)資料顯示：陸上估計能夠開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)力資源儲量為253GW，而截止到2010年開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能僅達到4GW，預計到2020年這個(gè)數字將會(huì )達到20GW；而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)和離網(wǎng)應用量也在大幅度增加，預計到2020年可以從原來(lái)的0.03GW增加到1-2GW。
�。�2）新能源的能量密度分布相對比較低，大力開(kāi)發(fā)和利用新能源資源可能會(huì )需要比較大的空間。
�。�3）新能源大部分屬于綠色無(wú)污染的能源，產(chǎn)生較少的污染排放物，對環(huán)境影響小，尤其是對溫室效應的影響幾乎可以忽略不計。
�。�4）新能源分布范圍較廣，難以大規模集中利用，小規模分散開(kāi)發(fā)利用可能是比較明智的選擇。
�。�5）間斷式供應，穩定性較差，持續利用存在較大困難。
�。�6）新能源除水力發(fā)電外，開(kāi)發(fā)和利用新能源資源的成本會(huì )比普通的常規能源高。
3.智能電網(wǎng)在新能源發(fā)電中的應用
3.1太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)
以太陽(yáng)能發(fā)電為例，目前有兩種作法，一是并網(wǎng)發(fā)電，蓄電——變電——輸電，進(jìn)電網(wǎng)后還要二次變電和經(jīng)過(guò)配電后供給用戶(hù)；另一種方式，就是孤島形式，一戶(hù)一系統，自裝自用，難以擺脫靠天發(fā)電，靠天用電的限制，為了改善應用效果，只有加大投資，增大太陽(yáng)能發(fā)電設備，增加蓄電池容量，這樣的結果是好天時(shí)浪費，壞天氣又不夠用，而且，用電大時(shí)不夠用，不用電時(shí)還需要放電，對用戶(hù)用電來(lái)說(shuō)沒(méi)有保證。另外，太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電受天時(shí)，地理，環(huán)境的影響很大，極度不穩定，不穩定的，斷續的電能進(jìn)入電網(wǎng)，會(huì )造成諧波、增大損耗、降低電能質(zhì)量，為此特提出以下設想：
�。�1）設置智能檢測裝置，時(shí)刻檢測電能量，過(guò)大時(shí)自動(dòng)中斷發(fā)電或者將多余電能傳送給持續耗能裝置，保證電能的穩態(tài)輸出，利用適當的電力系統，濾除劣質(zhì)電能，保證電力質(zhì)量。
�。�2）開(kāi)發(fā)新的中小型電能存儲設備，將新能源發(fā)出的電全部存儲，再儲能裝置內經(jīng)過(guò)適當的處理，達到穩定、優(yōu)質(zhì)的標準后，一次性輸入電網(wǎng)，投入大規模使用。
�。�3）將太陽(yáng)能發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電結合起來(lái)，兩者相輔相成，互相補充，揚長(cháng)避短，在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)量時(shí)，輸給風(fēng)力發(fā)電機，保證風(fēng)力發(fā)電的連續性、穩定性、可靠性。風(fēng)能對于太陽(yáng)能也能達到優(yōu)勢互補的作用。
�。�4）大規模試用和改進(jìn)混合電力智能調配技術(shù)，從技術(shù)上和實(shí)踐上都很好地實(shí)現多能源電力輸入，多電源電力輸出，智能化節點(diǎn)，數字化互連，節點(diǎn)間自由互連，資源自動(dòng)調配與共享，自動(dòng)構建形成微網(wǎng)且可多微網(wǎng)互連、互通；也可以作為電網(wǎng)單一可控的獨立用戶(hù)系統很好的與大電網(wǎng)相連，解決了分布式能源接入電網(wǎng)的難題，實(shí)現電能互補，增強大電網(wǎng)和微網(wǎng)兩個(gè)方面的性能魯棒性及改善黑啟動(dòng)能力。
3.2發(fā)展核電
核電是綠色發(fā)電，經(jīng)濟性好，是解決中國能源電力需求和電力產(chǎn)業(yè)結構調整的戰略選擇。要高度重視核電安全，強化核安全文化理念。要加快核電發(fā)展體制機制創(chuàng )新，確保高效發(fā)展核電。要合理布局，規劃建設“東中部核電帶”，內陸省份也要布局建設核電。
3.3發(fā)展使用儲能技術(shù)
具備智能電網(wǎng)所需要的儲能能力的儲能裝置需要就以下幾個(gè)方面進(jìn)行限定：第一，能量密度方面，需要具備小體積、大能量的特點(diǎn)。第二，功率密度方面，對于突變情況的響應速度快。第三，儲能效率高。第四，環(huán)境適應性強，能夠適應特殊環(huán)境。第五，儲能的容量大，能夠適應新能源間歇性及不穩定性的特點(diǎn)。
4.結語(yǔ)
可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟一直以來(lái)是對電網(wǎng)運行的基本要求，智能電網(wǎng)也不例外；新能源發(fā)電既可以解決當前的能源危機，又可以減少環(huán)境污染。相信通過(guò)國家，社會(huì )各界人士的共同努力，我們一定能通過(guò)智能電網(wǎng)為新能源發(fā)電開(kāi)辟一片新的天地，為21世紀的能源史、人類(lèi)的發(fā)展史書(shū)寫(xiě)下光輝篇章。
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