新能源的安全高效运用及智能电网的前沿发展

   2024-04-16 工业品商城22
核心提示:近期以来,我国新能源领域展现出蓬勃的生机与活力。在2011年,我国全年新增风力发电装机总量高达17,63.09万千瓦,历年积累下来的装机容量已经攀升至全球领先位置,高达6236.42万千瓦。据预期,至2020年,我国风电装机容量有望大幅增长,至少将达到惊人的1.5亿千瓦,而太阳能发电装机容量亦将达到雄心勃勃的2000万千瓦。自20

    近期以来,我国新能源领域展现出蓬勃的生机与活力。在2011年,我国全年新增风力发电装机总量高达17,63.09万千瓦,历年积累下来的装机容量已经攀升至全球领先位置,高达6236.42万千瓦。据预期,至2020年,我国风电装机容量有望大幅增长,至少将达到惊人的1.5亿千瓦,而太阳能发电装机容量亦将达到雄心勃勃的2000万千瓦。自2030年起至2050年,按照每人发电装机1.5千瓦的标准进行估算,全国电力总装机容量将有望达到空前的24亿千瓦,其中风电、太阳能等新能源装机容量将占据7.2亿千瓦的庞大份额,约占总体比例的30%。因此,我们有理由相信,未来新能源必将从补充能源逐步发展壮大,直至取代传统能源,成为主流能源的不二之选。

    然而,大规模新能源输出功率的随机波动性、难以精准预测性以及用于并网的电力电子变换器对电网扰动的敏感性,都给电力系统的安全稳定带来了前所未有的挑战。然而,智能电网的崛起将为新能源的安全高效利用提供坚实的技术支持。智能电网的核心特征在于以高度的信息化、自动化作为手段,极大地提升电力生产与供应的安全性、经济性、便捷性,从而实现最大限度地接纳新能源、提高设备利用率、改善用户供电质量的宏伟目标。大规模新能源的安全高效利用正是智能电网建设的重中之重和基本目标。

    为了实现这一宏大目标,我们应当以智能电网为依托,依靠基于电源响应、电网响应的全面综合解决方案。电源响应主要涵盖了先进的新能源发电技术和多元化互补与大型火电深度调峰技术。提高新能源发电单元的能量转换效率,发展灵活的功率控制技术,以满足电网安全运行的严格要求,构成了电源响应的重要组成部分。鉴于我国贫油、少气、富煤的能源结构布局,火力发电在发电装机构成中的主导地位不可忽视,因此我国新能源的规模化发展必然主要依赖于火电机组的快速深度调峰。我们应当深入研究多种能源电源与储能的互补特性,多元化互补控制策略有望在一定程度上突破大规模新能源并网运行的技术瓶颈,进而提高电网对大规模新能源的接纳能力。

    电网响应则主要涉及新型电网结构及先进输电方式以及电网先进控制与安全防御两大方面。多元互补方案的实施必须借助电网作为媒介,在全系统范围内实现多种能源类型电源与储能的优化控制,以达成全系统能量实时平衡的终极目标。电网结构与输送极限是决定电网配置资源能力的两个至关重要的因素,并且两者之间存在着紧密的互动关系。因此,新型电网结构及先进输电方式无疑是提高电网接纳能力的必备要素。电网先进控制与安全防御则是决定电网输送极限的另一个关键因素,同时也是决定系统安全运行水平的决定性因素。伴随着智能电网建设的稳步推进,电力系统信息化程度得到了显著提升,各类传感器的广泛应用以及监测平台的建立,将为新能源电力系统的先进控制与安全防御提供有力的数据信息支持。

    在现代电力系统中,对用电侧采取友好响应措施无疑是应对新能源所带来的随机波动问题的一个行之有效的方法。这种负荷平移策略能有效地缩小电网峰谷时刻之间的差异,从而提高电网设备的使用效率;除此之外,它还能承担起调节频率的重要职能,充分发挥旋转储备的重要作用。不仅如此,这种策略甚至可以积极应对大规模、集中式风电场面对的极端天气状况(例如,风电出力突然大幅度下降),有助于确保电网的稳定运行和可靠性。我们已经在常规运作的电力系统中找到了许多具备友好特性的可平移负荷,只要辅以适当的政策支持、合理的价格机制以及必要的技术条件,便有可能充分发挥这些可平移负荷的潜力,进一步提升电网接纳新能源电力的比例。

   更为关键的是,长久以来,人们习惯于依赖一次能源的开发和利用来满足日常生活中对电力的需求,以实现便捷舒适的生活体验。然而,随着大规模新能源的广泛应用以及智能电网技术的不断进步,我们有望引导广大民众逐步转变传统的用电模式,形成一种更加注重人与自然和谐共生的新型用电方式。这样的转变对于推动人类社会的可持续发展具有深远而重大的意义。


 
 
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