基于智能电网环境下新能源发电面临的机遇与挑战
发表时间：2016-10-18T13:18:00.093Z 来源：《电力技术》2016年第7期作者：段敦峰
[导读] 近年来我国传统能源损耗严重，生态系统环保问题不断滋生，推动着新型能源发电技术的迅猛发展。
武汉联动设计股份有限公司湖北武汉 430072
摘要：近年来我国传统能源损耗严重，生态系统环保问题不断滋生，推动着新型能源发电技术的迅猛发展，此时智能电网的诞生促使社会民众日常生活和社会经济发展稳定运行。现对智能电网的基本特征和所发挥的作用进行深入剖析，探讨并分析新能源发电技术给智能电网发展所带来的积极影响以及各种挑战。并通过超导输电技术和输能管网技术等多个现代化先进技术来研究能迅速推动新能源发展的新型技术。
关键词：智能电网；新能源；发电技术；机遇和挑战
经济迅速发展的同时伴随着传统能源严重损耗和生态系统受到严重破坏等问题，此时新型能源发电技术受到举国上下乃至世界各国家的重视。在大自然环境因素的影响下，传统诸如风能和太阳能发电技术在运行过程中输出功率可能会产生间歇性和波动性以及随机性，因此导致接入电网和电力调度以及能源损耗等方面产生许多问题，基于此，充分保证电网日常安全且可靠的运行就需要在智能电网要求下引进新能源发电理念和技术。
1智能电网、新能源及新能源发电的概述
1.1智能电网
根据智能电网的基本特点和作用国家电网公司认为智能电网就是实时监测和控制电力日常运行各个环节，确保每点上的电流与信息能够完全实现双向流动，借助于自动控制系统与通信系统能够确保电网中的电力设备和用户完整连接，即使电力系统产生故障，电网也能够迅速恢复系统给社会民众和社会活动提供稳定电力。
1.2新型能源占据着重要地位
智能电网受到举国上下和世界各国的重视，虽然国际和国内智能电网使用初衷有稍许差异，但实际上都将新能源发展作为智能电网发展的重要内容。当前国家电网公司在智能电网发展和管理上使用一特四大的基本战略，其中国家电网始终坚持将特高压作为电力系统运行的中骨干网架，其他电网则发挥协调作用进而推动电力系统稳定运行。智能电网具备着信息化和自动化以及互动化的基本特征，有效推动着大煤电和大水电以及大核电等基地的发展。
1.3新型能源发电受到普遍应用
当前可再生资源太阳能和风能以及其他新型能源发电受到普遍重视和开发利用，结合有关资源资料表明现阶段我国可再生资源诸如风能和太阳能发电得普遍应用，而不可再生资源发电比例有所下降，这种现象表明在未来社会发展过程中可再生的新型资源将会成为主导能源。
2新型能源发电所面临的各种艰难挑战
2.1供需不平衡问题
采用新能源发电可能会出现电网随机波动性现象，因此为了充分保障电力系统稳定运行和供需平衡就需要结合其他资源来改善随机波动现象，而水电与火电则是互补电源最好的选择。再加上当前火电占据着较为重要的作用，因此在使用新能源发电时应当结合火电优势来有效改善供需不平衡问题。
2.2无法实现各部消纳
其中新能源还具备着分散性的基本特征，诸如采用风能发电，我国风能大部分集中在西北地区，但是现阶段来说西北地区经济发展较为落后，无法实现各部消纳，因此只能采用西电东送的战略来实现电力输送。
2.3继电保护装置设计问题
相对于同步电机来说，当电路系统产生短路故障问题时异步发电机难以实现电流稳定和持续输送，因此新能源发电继电保护装置在设计的过程中就需要深思这个问题，并能迅速找寻故障问题所在，及时解决各种故障问题以保障电力系统稳定且安全运行。
2.4安全问题的滋生
由于使用大规模新型能源发电的过程中输出功率可能会产生随机波动性和难以预测性，所有电力系统在运行过程中可能会产生各种安全问题和故障问题。
2.5重视新能源发电所带来的影响
因为新型能源发电具有间隙性和随机性的基本特征，所以在采用新能源供电时应当要充分考虑其基本特点带来的各种影响。
3开发并利用新能源发电技术
3.1积极应用储能技术
伴随着新型能源的迅速发展和广泛应用，全面提升电网可靠性和安全性以及电能质量迫在眉睫，电力储能系统发挥着较为重要的作用。其中电力储存技术能够有效解决供需不平衡问题和提升电网可靠性与安全性，并能推动电网的可持续发展。因此应当使用大规模储能装置来全面提升供电安全性和可靠性以及电能质量，以促进新型能源的快速发展。
3.2超导电力技术的应用
除了储能技技术之外超导电力技术在提升电路运行稳定性和安全性以及电路故障保护上也发挥着重要作用，在电力系统中广泛应用超导技术能够推进电力行业的全新发展，同时还能够促进新能源电网的快速发展。
3.3输能管网技术的应用
其中输能管网技术在电路系统稳定运行上发挥着重要作用，输能管网技术就是使用超导管网线网络来全面实现输电与液态氢的同时输
浅析智能电网与新能源 摘要：智能电网和微电网是本世纪新兴的两个概念。文中从智能电网与微电网 的关系出发，通过阐述中国式智能电网和微电网的内涵，提出未来智能配电网的 一种新的组织形式智能微电网，并分析了智能电网与新能源的协调发展。 关键词：智能电网；智能微电网；新能源；协调发展 0引言 近年来国际范围内逐步开展了智能电网的研究与实践计划，智能电网的概念 首先是在欧美发达国家提出的。由于计算机、通信、电力电子等新技术的飞速发展，社会各行各业都已经应用这些新技术提高行业的现代化水平，电力工业是一 个传统的产业，已经经历了上百年的历史，而且欧美发达国家的电网设备已经进 入老化的时期，迫切要求更新改造，而这些新技术的发展使得实现电网智能化成 为可能。 智能电网技术有机融合了高级传感、通信、自动控制等技术，具有自我管理 与恢复、兼容性强等特点，其快速发展为分布式能源的无缝并网提供了良好的技 术保障。通过合理利用各类高级控制技术，能推动各类分布式能源与现有电力系 统的有机融合，实现“即插即用”、实时互动和协调运行。目前，分布式能源的开 发利用多处于自治运行模式，缺乏一个长远的具体发展模式，进而实现分布式能 源的大规模的开发利用。因此，积极研究智能电网环境下的分布式能源发展模式 对未来实现分布式能源大规模的开发，缓解能源危机等战略目标具有重要的意义。 1智能电网与微电网概述 智能电网，就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基 础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进 的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和 使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及 资产的优化高效运行。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动 化和互动化，简称为“坚强的智能电网。 智能电网的智能化主要体现在： 可观测——采用先进的量测、传感技术； 可控制——对观测状态进行有效控制嵌入式自主处理技术； 实时分析——完成数据到信息的提升，自适应和自愈等几个方面。 为整合分布式发电的优势，削弱分布式电源对电网的冲击和负面影响，充分 发挥分布式能源的效益和价值，应积极构建基于分布式能源的微电网。 微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要是由电力电子装置负责能量转换，并提供必须的控制；微 电网相对外部大电网表现为单一的可控单元，同时满足用户对电能质量和供电可 靠性、安全性的要求。 智能电网和微电网是21世纪新兴的两个概念，随着世界多个国家的积极探索和研究，已迅速延伸至政府、电力、信息、经济、金融等多个行业和领域，成为 电力系统未来发展的重要方向。智能电网和微电网在国际上的蓬勃发展，对中国 未来电网的规划和建设有着很好的启示和借鉴意义。随着中国电力体制改革的深 入完善、电网结构的不断调整和发展方式的逐步转变，将给建设智能电网和微电 网带来巨大的发展机遇。
智能电网背景下新能源发电的挑战与机遇王宇华 摘要：智能电网具有绿色、高效、环保、安全等优点，在世界范围内得到了大 力的推广与应用，具有广阔的发展前景。我国人口众多、资源分布不均，能源危 机日益突出。在智能电网背景下，进行新能源开发具有重要意义。 关键词：新能源；智能电网；建设 随着我国电力需求的不断增加，对电能质量提出了更高的要求，加上我国传 统能源存量的不断减少，有必要将新能源技术应用于未来电力事业发展，着力寻 求智能电网建设的方法和途径，从而在稳步提高电能质量的基础上，有效的缓解 能源危机。同时，我国目前新能源技术在电力生产应用方面取得了诸多成效，具 有一定的技术基础上，为智能电网建设提供了有力保障。文章在分析我国目前智 能电网建设现状的基础上，阐述了新能源背景下我国知网电网建设面临的问题， 并着重分析了新能源背景下智能电网建设策略，可为相关工作者提供参考。 1 智能电网概念及建设现状 1.1 智能电网概念 当前，智能电网并没有一个统一的定义，但是我们可以通过下面的表述对其 进行了解：它是未来发展的一种新型电网，其物理基础以各种发电、用电和储能 设备为主，同时还有配套的输配电网络，另外，它还集成了诸如新型传感测量技术、通信技术，自动化与智能控制技术、网络和计算机技术等；可以实现对其中 的任意一个发电设备、输配电设备用户和节点等的实时监控，也即可以完全实现 自动化，保证了所有节点的电流、信息的双向流动；有效实现自愈，其可以自我 恢复发生的任何事故，从而保证了电网的可靠运行；可以自行调节对用户所需要 的电能质量的满足；支持接入分布式电源的接入，使得电网整体、灵活和效率等 性能得到了提高；完美解决和大量可再生能源发电系统的接入和整合等等。 1.2 我国智能电网建设现状 当前，世界上不同的国家对智能电网涵义还没有一个完全统一的认识和了解，且每个国家的能源、用户分布和电网建设情况也是相差甚远。考虑到我国的基础 国情，在今后一段时期内对电网的建设要依靠特高压电网实现大容量、远距离、 低损耗输电，减小煤炭运输压力，实现能源资源在全国范围的统一高效配置和高 效利用。上文也探讨过智能电网的诸多优势，这些优势势必为我国建设的大容量 电力，远距离外送的电网提供坚强的技术保障。另外，特高压输电的诸多优势也 使得其成为国际上输电技术的重点发展方向。因此，我国也具有很高的特高压输 电技术、产业等领域的优势，我国应该积极探索自己的智能电网发展模式，笔者 结合工作实际实践认为，我们应该对统一坚强的输电网进行优先发展，并把中国 电网的建设重心始终放在对骨干电网的建设上。以上种种都对能源的清洁和高效 利用具有重要现实意义，接下来，我国要始终把只能电网的发展集中在对新能源 利用的探讨上。 2 新能源背景下我国智能电网建设面临问题 当前，我国新能源发展下的智能电网建设还面临着诸多问题，需要对这些问 题进行探讨，将未来我国智能电网的积极发展提供现实意义。 2.1 可再生能源分布的分散性 可再生能源具有分散性的特点且在存在统一大电网的同时，使得靠近负荷侧 就地利用的分布式发电也会逐渐凸显重要。因此，在未来的电网中，不可避免地 要出现这么一种格局：统一的大电网与分布式电网平行发展。另外未来电网可能
综合能源系统与智能电网随着人类进入工业化时代，一直发展到今天，化石燃料一直占据着我们生活中的主要地位。但社会在发展，现如今，环境问题，能源问题日益突出，人类对能源的数量和质量要求不断提升，所以，新型能源在不断发展，与此同时，智能电网规模也在逐渐扩大。 智能电网是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，它能够实现可观测（能够监测电网所有设备的状态）、可控制（能够控制电网所有设备的状态）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡（发电、输配电和用电之间的优化平衡），从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。 智能电网在世界的发展还属于起步阶段，智能电网的简历是一个巨大的历史性工程，目前有很多复杂的智能电网项目正在进行中，但是缺口仍然是巨大的。智能电网的简历，尚有许多技术难题需要攻克。例如：配电网络系统升级、配电站自动化和电力运输、智能电网网络和智能仪表等。 智能电网对世界经济社会发展的促进作用，智能电网建设对于应对全球气候变化，促进世界经济社会可持续发展具有重要作用。主要表现在：（1）促进清洁能源的开发利用，减少温室气体排放，推动低碳经济发展。 （2）优化能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定。 （3）有效提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性。 （4）推动相关领域的技术创新，促进装备制造和信息通信等行业的技术升级，扩大就业，促进社会经济可持续发展。 （5）实现电网与用户的双向互动，革新电力服务的传统模式，为用户提供更加优质、便捷的服务，提高人民生活质量。 综合能源系统将各种新型的清洁能源以及分布式能源并入电网，但是在技术上还有很多难题有待解决。 以V2G为例，传统汽车碳排放是人类碳排放的主要来源之一，据科学家的测算，全球汽车每年向大气层排放的CO2约为40多亿吨，占人类碳排放总量
智能电网与新能源发电技术 摘要：伴随着我国特高压电网的大力建设和电力行业体制改革的不断推进，着力发展智能电网技术成为我国电网未来探索的新领域。本文主要简述了智能电网的概念及特点，并指出了目前国内外智能电网的发展现状。通过分析我国智能电网发展的现有条件以及未来的发展趋势，提出国内新能源未来的发展规划，以期实现新能源发电和智能电网的协调发展，实现建设资源节约型与环境友好型社会的基本目标，争取早日实现我国未来社会、经济和环境的可持续发展。 关键词：智能电网；新能源；协调发展 Smart Grid and New Energy Power Generation Technology (Industrial Technology Research Institute of Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, Henan Province,.) Abstract:This paper mainly introduces the concept and characteristics of smart grid, and points out the development status of smart grid at home and abroad. Through the analysis of the existing conditions of the development of smart grid in China and the future development trend, put forward the new energy plan for future development, realize the coordinated development of new energy and smart grid in order to achieve the basic goal of building a resource-saving and environment friendly society, to achieve the sustainable development of society, economy and environment in our country in the future as soon as possible. Key words:Smart grid; new energy; coordinated development 引言： 智能电网(smart power grids)，也就 是电网智能化，它的基础是建立在集成、高速、双向的通信网络，并通过先进的传感测量技术及先进的设备技术、控制方法等，以达到可靠、安全、经济、高效的电网使用环境。 智能电网技术有机融合了高级传感、通信、自动控制等技术，具有自我管理与恢复、兼容性强等特点，其快速发展为分布式能源的无缝并网提供了良好的技术保障。通过合理利用各类高级控制技术，能推动各类分布式能源与现有电力系统的有机融合，实现“即插即用”、实时互动和协调运行。目前，分布式能源的开发利用多处于自治运行模式，缺乏一个长远的具体发展模式，进而实现分布式能源的大规模的开发利用。因此， 积极研究智能电网环境下的分布式能源发 展模式对未来实现分布式能源大规模的开发，缓解能源危机等战略目标具有重要的意义。智能电网作为未来电网发展的主要方向，以及新能源发展的有力平台，促进智能电网的发展相应地也会促进新能源产业的发展，是可持续发展的基本要求。首先，智能电网经过近些年的发展和改进，其配置与容纳能力得到较大提高，能够保证新能源合理入网及利用；其次，不断发展的新能源相关产业同时也为智能电网的大力发展提供强有力 的技术保障，两者相互促进、相辅相成，共同发展与完善。 我国新能源近年发展迅速，由于新能源发电具有随机性、波动性和间歇性，其接入电网会影响电力系统的安全稳定运机“智能电网”的提出，有利于促进可再生能源的发展，实现可再生能源与电力系统有机融合，相对彻底的解决目前困扰新能源发电入网等技术问题。 1 智能电网的概念及发展现状 1.1 智能电网的概念 国家电网公司对中国智能电网有一个概述:智能电网要求发、输、变、配、用电各个环节都能得到实时监控，每个点上的电流和信息得到双向流动，通过通信系统和自
“我们为什么需要智能电网”-综合新能源(1) - 奥巴马的能源新政使“智能电网”和“智慧能源”成为全球能源界热议的焦点，在国内也已成为一系列能源研讨会的主要议题，专家们对于发展智能电网的重要性和宏观意义认识高度一致。但在一些具体问题上，特别是通过具体事例描述智能电网及相关技术用途时，专家们的意见却迥然不同，可谓仁者见仁，智者见智。 一些专家的构想也使大家陷入迷茫。有一位著名专家提出发展智能电网就是要将220kV的输电线路上架设光缆，使信息控制水平得以提升。事实上，中国早已完成220kV输电线路的光纤化通讯，110kV的输电线路及变电站基本也采用了光纤通讯，在许多更低等级的输电线路和变电站，甚至开闭站上都采用的各种先进的通讯控制手段。中国的电网是全球最先进的电网之一，多项技术领先于世界，信息智能化控制管理水平远远超过美国，甚至欧洲、日本，电网反应速度已经达到毫秒级，跨大区域的统一电网正在逐步形成，这些都是美国在未来10~20年的奋斗目标。但是，中国的电网企业仍然感到电网不够安全，停电事故还是时有发生，电网难以满足未来经济社会发展的需要，所以国家电网提出要建设一个“坚强的国家电网”。坚强电网需要智能和分布式能源 包括国家电网的许多专家都同意这样一个观点，电网智能化
仅仅是智能电网的一个环节，智能电网要解决的问题远远超出电网智能控制本身。一个“坚强的国家电网”仅靠特高压、超高压端的巩固是不够的，也难以确保“坚强”，必须在低压的用户终端同步优化，必须有低压端的依托。 奥巴马新能源革命中突出强调的“智能电网”，源于从1996年到2003年美国发生的一系列大停电，特别是2003年8月14日的美加大停电，造成400多台发电机组解列，波及5000万人口，停电导致每日超过300亿美元的直接经济损失。为提高美国的电网安全以满足不断增加的电力需求，美国能源部于当月成立了负责输配电的办公室（OETD）并提出了构建安全可靠电网的“Grid2030计划”。该计划旨在采用先进技术和先进材料、超导技术、电力电子控制技术、广域测量技术、实时仿真技术、分布式的微型燃气冷热电技术、储能技术、可再生能源发电技术等构建全美骨干电网、区域性电网、地方电网和由分布式能源系统支撑的微电网等多层次电力网络构架，以保障整个电网的安全性、稳定性和负荷变化的应对性，供电的可靠性及电能品质的优良，以及提高能源利用效率，减少污染排放。第一次提出要建设信息能源系统——“综合能源及通信系统体系结构”（IECSA），并全面展开研发和实施。 对于“8.14”大停电的总结中，电力专家普遍认为仅仅凭借电网自身的能力，即便采用更多的先进技术设备，也无法确保供电安全。地震、冰雹、雷暴、飓风、大雾、洪水、热浪、森林火灾、冰冻雨雪、恐怖袭击等等，甚至太阳风暴、地球磁暴这些宇宙天体现象都可以随时瘫痪电力系统，金字塔式的由上至下的电力系
智能电网在新能源发电项目中的应用 摘要：当前，随着时代的不断发展，电力系统的安全性逐渐备受关注，尤其在可再生能源与分布式发电覆盖面扩大的背景下，新能源的接入往往会引发各类安全问题，对此需要针对实际的情况引入灵活且智能的系统调度技术。鉴于此，本文从理论角度出发，进一步探究了智能电网在新能源发电中的应用。 关键词：智能电网；新能源发电；应用 在新时代，化石能源过度消耗，导致环境问题日益突出，在此背景下积极开发新能源至关重要。其中新能源的推广在一定程度上影响了电网，特别是绿色能源因为具备随机性与间接性，所以会导致电网运行控制难度提高，对电网运行的安全稳定造成影响，对此需要大力发展智能电网，如此才能满足时代发展的要求，为新能源产业发展而奠定基础，提供保障。 1、智能电网的基本概述 严格意义上分析，智能电网并非是单独的设备、系统或者网络，在学术领域有关智能电网的定义并没有达成统一。其中有相关学者认为，智能电网是通过对通信技术与信息技术加以应用，实现电力传输与配电的优化，当然也有学者认为智能电网属于高度自动化且广泛分布的能量交换网络，所涉及到的内容众多，包括了电力的流动、传输，可以实现从发电厂到用户用电之间的监督与控制。此外，根据国家电网公司所发布的定义了解到，智能电网是将特高压电网作为骨架网架，在电网协调发展下而形成的现代电网。 依据智能电网是时代发展的趋势，将其特点概述为六点。①具有坚强性与智能性，所谓的坚强是指智能电网的稳定性比较强，风险抵御能力较高，智能性则是指电网自动化水平比较高，能够实现自我修复； ②具有自愈性，智能电网可以实现对自身运行状况的监控，并根据实际的情况采取有效的措施加以防范，解决电网当中所存在的安全隐患 [1]。③互动性，智能电网能够为供应商与消费者之间的信息提供支持， 比如供应商能够将电价停电信息及时地传送给用户，而用户可以将自己的用电计划反馈给供电商，实现两者的均衡性。④优质电能供应，当前在时代的不断发展下，人们对电能的质量提出了更多的要求，智能电网则是严格按照用户实际需求而提供供电方案的一种现代电网，并且还能对电能质量加以诊断，进一步提高电能质量。⑤具有兼容性； ⑥能够活跃市场，智能电网有效加强了供电企业与电力用户之间的沟通，能够实现双方的有效互动，进一步推动电力市场的发展与进步。 2、智能电网与新能源发电之间的关系 无论从宏观角度还是微观角度分析，均可以清楚的了解了智能电网与新能源发电之间有着密切的联系，并且体现在两个方面。 2.1新能源开发是智能电网建设的基础
Page 1 可再生能源发电与智能电网Renewable Energy Power and Smart Grid 合肥阳光电源有限公司 Sungrow Power Supply Co., Ltd. 曹仁贤研究员 Cao Renxian Page 2一、智能电网概述 二、光伏并网发电技术 三、风力并网发电技术 四、分布式发电、储能技术与智能电网 五、结论
Page 3?智能电网定义: 通过信息化手段，使能源资源开发、转换（发电）、输电、储电、配电、供电、售电及用电的电网系统各个环节，进行智能交流，实现精确供电、互补供电，在保证供电安全的前提下，提高能源利用效率，最大限度地接纳可再生能源，以节省用电成本、降低环境压力。 一、智能电网概述 Page 4火力 风力 水力发电—变电—输电—储电—配电—用电太阳能 …… 智能电网就是对这一过程实现 自动、可视、互动、智能化
Page 5 Page 6?可再生能源技术：燃料电池、太阳能、风能、生物质能 ?集成通信：电力宽频通信技术、无线通信技术、光纤通信?传感与测量：智能电卡（分时定价，实时监测）、传感器?高级电力设施：电力电子装置（交流直流变换器）、超导装置 （超导电缆） ?储能技术：抽水储能，蓄电池储能，飞轮储能，超级电容储能，蓄冷储能，超导储能，压缩气体储能等 ?高级控制（自动控制系统，停电管理、资产优化等应用，电网监测分析） ?决策支持（可视化技术，优化电网管理） 智能电网的关键技术
Page 7 Page 8?根据美国能源部现代电网发展报告，目前的论述普遍采用这一说法： ?1)具有自我修复的能力（自愈性） 2)激发用户主动参与电网的运作（激励性） 3)抵御袭击（安全性） 4)提供高质量的电能，减少停电损失（高质量） 5)能够容纳各种发电和蓄电形式，特别是新能源 6)繁荣电力市场 7)优化设备运行，降低电网运行费用 智能电网的七大特征
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/bd5220224.html, 智能电网背景下新能源发电的挑战与机遇 作者：张红敏张博张依强 来源：《山东工业技术》2016年第02期 摘要：传统能源锐减、环保要求提高等多因素促使新能源发电技术快速发展，智能电网 也应运而生。本文通过对智能电网的特点进行分析；剖析新能源发电对智能电网的影响和在发展中遇到的挑战。最后，从超导输电技术、输能管网技术等多个方面对未来新能源得以快速安全发展的关键技术进行了展望。 关键词：智能电网；新能源；机遇；挑战 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/bd5220224.html,ki.37-1222/t.2016.02.140 0 引言 21世纪，随着传统能源的日益减少和环境污染、气候恶化等难题，大规模开发利用新能 源引起各国重视。由于受自然因素的影响，风能和太阳能等发电的输出功率出现间歇性、随机性和波动性[1]，所以在接入电网、电力调度和能源消纳等方面带来了一系列新问题。为了保 障电网的安全性、可靠性，智能电网的理念应运而生[2]。 1 智能电网概念及发展现状 （1）智能电网的概念。国家电网公司对中国智能电网有一个概述：智能电网要求发、输、变、配、用电各个环节都能得到实时监控，每个点上的电流和信息得到双向流动，通过通信系统和自动控制系统实现电网上的各个设备及用户无缝连接和实时互动；在发生电力故障时，电网具有足够的自愈能力保障系统的安全运行。 （2）新能源在智能电网发展中的地位。国际上发展智能电网的初衷也许不尽相同，但是有一个共同点就是都把新能源的发展涵括进来并把新能源的利用作为了智能电网发展的核心部分。国家电网公司正在实施“一特四大”的发展战略，将国家电网建设成为以特高压为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化和互动化特征的坚强智能电网，促进大煤电、大水电、大核电和大型可再生能源基地的集约化开发利用。 （3）新能源发电对智能电网的影响。中国的风能、太阳能等新能源发电得到了大规模的开发利用，据统计，中国一次能源的发电比例将呈现降低趋势，而风能发电将得到大幅度的提升。可以预见，新能源电力必将成为主流能源。 2 新能源发展的挑战
摘要:智能电网和微网是本世纪新兴的 2 个概念。文中从智能电网与微网的关系出发, 通过阐述中国式智能电网和微网的内涵, 提出未来智能配电网的一种新的组织形式智能微网, 并分析了智能电网与新能源的协调发展 关键词:智能电网;智能微网;新能源;协调发展 近年来国际范围内逐步开展了智能电网的研究与实践计划。智能电网的概念最早是美国为了解决日益老化的电网而提出的一种解决方案,旨在通过升级改造原有电网的发电、输电、配电和用电环节达到更加环保、高效、互动的现代化电力系统。针对未来含有微网的智能化配电网,美国电力研究院fEPRI在2004年开始制定了详细的科研计划,并构建了新的科研管理机构和一个世界范围内智能电网研究的网络化平台Intelligrid~sj,以引领世界范围内智能配电网的技术研究。 智能电网技术有机融合了高级传感、通信、自动控制等技术,具有自我管理与恢复、兼容性强等特点,其快速发展为分布式能源的无缝并网提供了良好的技术保障。通过合理利用各类高级控制技术,能推动各类分布式能源与现有电力系统的有机融合,实现“即插即用”、实时互动和协调运行。目前,分布式能源的开发利用多处于自治运行模式,缺乏一个长远的具体发展模式,进而实现分布式能源的大规模的开发利用。因此,积极研究智能电网环境下的分布式能源发展模式对未来实现分布式能源大规模的开发,缓解能源危机等战略目标具有重要的意义。 (一智能电网概述 1.智能电网的概念和特征 智能电网就是将先进的传感测量技术、信息技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有提高能源效率、减小对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少电网的电能损耗、实现与用户间的互动和为用户提供增值服务等多个优点。 智能电网的智能化主要体现在:
基于智能电网环境下新能源发电面临的机遇与挑战 发表时间：2016-10-18T13:18:00.093Z 来源：《电力技术》2016年第7期作者：段敦峰 [导读] 近年来我国传统能源损耗严重，生态系统环保问题不断滋生，推动着新型能源发电技术的迅猛发展。 武汉联动设计股份有限公司湖北武汉 430072 摘要：近年来我国传统能源损耗严重，生态系统环保问题不断滋生，推动着新型能源发电技术的迅猛发展，此时智能电网的诞生促使社会民众日常生活和社会经济发展稳定运行。现对智能电网的基本特征和所发挥的作用进行深入剖析，探讨并分析新能源发电技术给智能电网发展所带来的积极影响以及各种挑战。并通过超导输电技术和输能管网技术等多个现代化先进技术来研究能迅速推动新能源发展的新型技术。 关键词：智能电网；新能源；发电技术；机遇和挑战 经济迅速发展的同时伴随着传统能源严重损耗和生态系统受到严重破坏等问题，此时新型能源发电技术受到举国上下乃至世界各国家的重视。在大自然环境因素的影响下，传统诸如风能和太阳能发电技术在运行过程中输出功率可能会产生间歇性和波动性以及随机性，因此导致接入电网和电力调度以及能源损耗等方面产生许多问题，基于此，充分保证电网日常安全且可靠的运行就需要在智能电网要求下引进新能源发电理念和技术。 1智能电网、新能源及新能源发电的概述 1.1智能电网 根据智能电网的基本特点和作用国家电网公司认为智能电网就是实时监测和控制电力日常运行各个环节，确保每点上的电流与信息能够完全实现双向流动，借助于自动控制系统与通信系统能够确保电网中的电力设备和用户完整连接，即使电力系统产生故障，电网也能够迅速恢复系统给社会民众和社会活动提供稳定电力。 1.2新型能源占据着重要地位 智能电网受到举国上下和世界各国的重视，虽然国际和国内智能电网使用初衷有稍许差异，但实际上都将新能源发展作为智能电网发展的重要内容。当前国家电网公司在智能电网发展和管理上使用一特四大的基本战略，其中国家电网始终坚持将特高压作为电力系统运行的中骨干网架，其他电网则发挥协调作用进而推动电力系统稳定运行。智能电网具备着信息化和自动化以及互动化的基本特征，有效推动着大煤电和大水电以及大核电等基地的发展。 1.3新型能源发电受到普遍应用 当前可再生资源太阳能和风能以及其他新型能源发电受到普遍重视和开发利用，结合有关资源资料表明现阶段我国可再生资源诸如风能和太阳能发电得普遍应用，而不可再生资源发电比例有所下降，这种现象表明在未来社会发展过程中可再生的新型资源将会成为主导能源。 2新型能源发电所面临的各种艰难挑战 2.1供需不平衡问题 采用新能源发电可能会出现电网随机波动性现象，因此为了充分保障电力系统稳定运行和供需平衡就需要结合其他资源来改善随机波动现象，而水电与火电则是互补电源最好的选择。再加上当前火电占据着较为重要的作用，因此在使用新能源发电时应当结合火电优势来有效改善供需不平衡问题。 2.2无法实现各部消纳 其中新能源还具备着分散性的基本特征，诸如采用风能发电，我国风能大部分集中在西北地区，但是现阶段来说西北地区经济发展较为落后，无法实现各部消纳，因此只能采用西电东送的战略来实现电力输送。 2.3继电保护装置设计问题 相对于同步电机来说，当电路系统产生短路故障问题时异步发电机难以实现电流稳定和持续输送，因此新能源发电继电保护装置在设计的过程中就需要深思这个问题，并能迅速找寻故障问题所在，及时解决各种故障问题以保障电力系统稳定且安全运行。 2.4安全问题的滋生 由于使用大规模新型能源发电的过程中输出功率可能会产生随机波动性和难以预测性，所有电力系统在运行过程中可能会产生各种安全问题和故障问题。 2.5重视新能源发电所带来的影响 因为新型能源发电具有间隙性和随机性的基本特征，所以在采用新能源供电时应当要充分考虑其基本特点带来的各种影响。 3开发并利用新能源发电技术 3.1积极应用储能技术 伴随着新型能源的迅速发展和广泛应用，全面提升电网可靠性和安全性以及电能质量迫在眉睫，电力储能系统发挥着较为重要的作用。其中电力储存技术能够有效解决供需不平衡问题和提升电网可靠性与安全性，并能推动电网的可持续发展。因此应当使用大规模储能装置来全面提升供电安全性和可靠性以及电能质量，以促进新型能源的快速发展。 3.2超导电力技术的应用 除了储能技技术之外超导电力技术在提升电路运行稳定性和安全性以及电路故障保护上也发挥着重要作用，在电力系统中广泛应用超导技术能够推进电力行业的全新发展，同时还能够促进新能源电网的快速发展。 3.3输能管网技术的应用 其中输能管网技术在电路系统稳定运行上发挥着重要作用，输能管网技术就是使用超导管网线网络来全面实现输电与液态氢的同时输
浅谈新能源发电与智能电网 发表时间：2018-01-22T16:56:18.780Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：孙小涵 [导读] 摘要：电力工业改革带来的挑战与热点问题使得电力系统安全运行备受关注。 (国网山东省电力公司青岛供电公司 266002) 摘要：电力工业改革带来的挑战与热点问题使得电力系统安全运行备受关注。随着可再生能源、分布式发电和需求响应等成为系统电源的重要组成部分，不同类型新能源的接入带来的不同形式的不确定性问题需要采用更加灵活和智能的系统调度技术来解决。随着可再生能源接入电网数量的不断增加，电力系统迫切需要新的调度系统以更好地应对系统的不确定性问题。 关键词：新能源发电；智能电网 前言：近年来，我国新能源发展迅速，由于新能源发电具有随机性、波动性和间歇性的特点，其接入电网会影响电力系统的安全稳定运行。“智能电网”的提出，有利于促进可再生能源的发展，实现可再生能源与电力系统有机融合，相对彻底的解决目前困扰新能源发电入网等技术问题。 1.新能源发展趋势 新能源也称为绿色能源，是指通过新材料、采用新技术来替代化石能源以外的能源，是可产业化开发、系统性应用的可持续开发能源。其包含范围广泛，如：太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪力能等，其共同的特点为除化石能源与核能之外的可再生能源。 2.新能源发展特点 由于新能源具有低污染、低排放、高热能、可再生等特点，符合国际上对可持续发展能源的需求，因此，各国均加大了在相关领域的经济刺激。虽然经济危机给新能源产业带来了负面的影响，但是，与其他传统行业相比较而言，新能源依旧是朝阳产业，孕育着巨大的商机和经济利益。 3.智能电网及特点 3.1自感及自愈性 智能电网在信息上具有实时性，通过采集系统内部实时动态信息，对动态信息进行风险评估，确定风险等级，计算故障发生概率及发生后引起的系统振荡。通过选择智能控制决策和筛选数据库解决案例，对自感隐患进行预警（发送信息至控制中心）、控制（隔离系统内部报错元件）和恢复等手段，降低大面积停电发生的概率，保证辖区内用户用电的安全性和连续性。 3.2互动性 智能电网通过网络平台与用户达成实时通信，增强与区域内用户的沟通，为用户提供更加便利、更加人性化的服务，即电网实时运行状态、用户用电额度、最新电价、计划或维修导致停电信息及恢复时间等各类服务信息。 3.3安全性 智能电网通过打造信息平台，加强了电力系统与政府、企业间的沟通，增强了电网规划中安全风险的比重，实现了电网运行中的自查自检、预防报警、控制恢复，增强了电网内的运行安全和网络安全，减少甚至避免了在突发事故中的经济损失和造成的不良影响，提高了智能电网的抗风险能力。 3.4优质高效 智能电网通过网络通信平台和优化策略，不仅可以实时监测电网内的设备，对电能质量进行等级区分，还可以通过调整运行状态提升某个节点的使用效率，实现低运营成本下的优质电能输送。 3.5兼容和多元化 智能电网通过网络信息化平台，以输配电网为载体，以电力电子和智能控制等先进技术为决策，将系统内的设备监测、电能检测、自查预警、控制恢复、能量调度、配电管理、信息服务等模块统一集成在智能电网平台中，实现了不同业务和各类信息的交互。 4.新能源发电接入智能电网技术研究 智能电网解决新能源发电并网问题，将主要应用两个方面的先进技术：电力电子技术和大容量储能技术。通过电力电子技术，对电力设备和电网进行改造，来提高电能质量，提升电网输送容量和可靠性; 通过引进许多新的储能设备和电源，来平衡和调节新能源发电及电力需求的稳定性。 4.1电力电子技术 电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换及控制的一种现代技术，节能效果可达10%-40%，可以减少机电设备的体积并能够实现最佳工作效率。目前，半导体元器件向高压化、大容量化发展，电力电子产业出现了以交换虚拟电路为代表的柔性交流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以高压变频为代表的电气传动技术和以智能开关为代表的同步开断技术等。 4.1.1高压直流输电技术 高压直流输电技术对于远距离输电，高压直流输电拥有独特的优势。其中，轻型直流输电系统采用门控晶闸管、绝缘栅双极型晶体管等可关断的器件组成换流器，使中型的直流输电工程在较短输送距离也具有竞争力。此外，可关断器件组成的换流器，还可用于向海上石油平台、海岛等孤立小系统供电，未来还可用于城市配电系统，接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。轻型直流输电系统更有助于解决清洁能源上网稳定性。 4.1.2柔性交流输电技术 柔性交流输电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一，将电力电子技术与现代控制技术相结合，通过对电力系统主要参数( 如电压、相位差、电抗等) 进行灵活快速的适时控制，以实现输送功率合理分配，从而大幅降低输电损耗、提高输电线路输送能力和保证电力系统稳定水平。除此之外，更重要的是网络本身的设计，要变得更加柔性、灵活，由于分布式电源以及储能系统的引入，电网的设计需要在达到“即插即用”要求的同时，还要考虑对周边设施冲击最小。 4.1.3高压变频技术 高压变频技术是在高压大容量电能变换及高品质控制方面应用电力电子技术，对电力系统的频率和幅值直接实施变压变频控制，从而大幅降低损耗。特别是新型多电平电压型高压变频产品，随着以IGBT、IGCT( 绝缘栅双极型晶体管、集成门极换流晶闸管) 为代表的性能
208研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新 中国设备工程 2019.05 (下)近年来全球范围内出现严重的能源问题，能源的过度开 采与滥用导致了对环境的恶意破坏。面对有限的资源，人们 必须合理利用，并且同时加强环境保护工作，基于此来实现 经济的发展。电力行业为一次能源的利用者，其每年都要消 耗大量的能源，如果其能够有效地利用新能源，将节约大量 的有限能源。传统电力系统的主要特点是集中发电、远距离智能电网在新能源发电中的应用研究 张修伦 （中国华电集团有限公司，北京?100031） 摘要：近年来，电力系统的安全运行成为全社会关注的热点。在可再生能源、分布式发电等覆盖面不断扩大的过程中，不同类型新能源的接入有可能引发安全问题，电力系统必须引入更具灵活性与智能性的系统调度技术加以应对。本文从新能源接入对电网产生的影响入手，论述了新能源接入智能电网的有关技术。 关键词：智能电网；新能源发电；可再生能源；分布式发电 中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）05（下）-0208-03 传输及大电网互联。随着时代的发展，传统电力系统暴露了诸多问题，如其技术过于复杂，缺乏灵活性，无法对负荷的变化进行追踪，若局部发生偶然性事故，极有可能出现大面积停电。基于此世界各国开始着手建设一种智能化电网，其特点在于灵活性高、安全稳定、降低污染，因此智能电网建设成为了下一步的主要方向。针对智能电网建设制定了相应 其次，完善管理制度，加强通信施工技术的应用与控制。 通信工程施工是一项极其复杂又系统的过程，涉及范围比 较广泛，在一定程度上直接影响着施工企业、社会、国家 的共同利益。对于通信工程来说，要求其具有高精密的施 工设计，一个微小的差异或者措施都会对光缆的通信质量 产生较大的影响。所以，只有对施工过程严格把控，才可 以进一步保证工程的施工质量。由监理为主导，对施工人 员进行统一指挥，以施工行为和施工技术为核心进行监督， 解决各个工作流程的协调问题。需要对通信工程施工每个 环节与各个阶段进行合理的计划，建立健全实际施工的管 理制度，制订全面细致的计划方案，掌握工程的基本信息。 做到明确目标、有据可依、有章可循，并针对性进行各项 技术和管理的分配。通信项目中所用的施工设备与材料质 量都需要使用正规厂家的产品，选择材料供应商要综合考 虑其信誉和资质等，加强通信工程光缆施工管理等相关制 度的规范性、全面性，将责任具体落实到部门和个人。一 旦在通信工程施工过程出现任何事故或者其他异常现象， 可以直接查找出原因，尽快恢复工程施工建设，确保通信 工程施工工作的顺利开展。 最后，根据施工图纸操作，对光缆敷设质量进行管控。 通信工程施工建设具有一定的复杂性与特殊性，由于涉及多 门施工项目，因此，需要对设计图纸进行熟悉与掌握，对每 个施工环节的施工要求与内容进行科学有效的监督，尤其要 了解通信工程的施工特性以及施工顺序，等等，要在施工方 案中做好记录。充分意识到工程项目施工设备检测、测试等 相关环节技术管理重要性，全面进行现场的安全指导工作。 施工单位要对光缆单盘检测、光缆中继段测试等相关数据进 行全面检测、实时监控，也就是说，只有在形成科学数据后才可以进行施工。此外，要对工程设备进行定期检查与维护。对施工的关键关键和施工工艺的使用进行记录和检测，同时要深入现场对现场平面布置、周边环境等相关信息全面收集与分析，使光缆施工符合线路施工建设标准。同时，提高管理人员的综合素质，积极主动地管理与监督工程施工中的每个细节，做好通信工程施工的验收工作。3?结语综上所述，通信工程施工是一项系统又复杂的工作，必须加强各项施工技术与施工管理，通过不同的方式提高其技术和管理，强化生产和经济运行考核制度，从而制定针对性解决措施，保证通信工程的顺利进行。参考文献：[1]赵云波，张纪峰.Ad?hoc 网络中两种功率控制策略的传输容量分析[A];第二十四届中国控制会议论文集（上册）[C],2018.[2]李英志,宋志佗,鹿中晖,王永红,夏永生,詹时芳.人为损坏通信光缆设施的现状和法律需求[A];中国通信学会2018年光缆电缆学术年会论文集[C].2018.[3]李元鹏.通信光缆维护技术的新建议[A];四川省通信学会一九九五年学术年会论文集[C].2018.[4]靳新建,魏丽芳,闫仕林.信阳电网通信光缆在线检测系统的探讨[A];第十届中国科协年会环境保护与生态文明建设论坛论文集[C],2018.[5]刘垚.北京电信通信光缆中断事件的分类分级与应急预案研究[D];中国科学院大学（工程管理与信息技术学院）,2018.[6]张建民,丁洋涛,王丽艳,李智,石智永,高予军.郑州供电公司光纤网的发展过程及前景展望[A];第十届中国科协年会科技创新与工业强市战略论坛论文汇编 [C],2018.