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智能电网能有效支撑新能源发展战略

2012-09-05 10:28
姚看江湖
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  智能电网的发展是新能源技术的核心。有了智能电网,太阳能、风能等新能源发电才可以及时接入电网,其介入过程才能自行控制,由此也将大大提高新能源技术的稳定性和利用率。专家表示,智能电网是支撑新能源战略的重要平台,我国加快智能电网建设,是发展新能源的重要途径。

  新能源并网和消纳给电网带来挑战

  媒体:近年来,我国风能、太阳能等新能源发展具有哪些特征?目前,我国新能源的分布和利用情况如何?

  盛万兴:风能和太阳能都是难以储存、难以控制的自然资源,从并网发电来看,这类发电机组的电力输出具有间歇性强、波动性大、可控性差、调节能力弱、电能输出与用电需求时间特性难匹配等特点。

  我国太阳能和风能资源非常丰富。太阳能较丰富的区域占国土面积的三分之二以上,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤的能量;风能资源量约为32亿千瓦,初步估算可开发利用的风能资源约10亿千瓦。

  从利用情况来看,我国一直重视可再生能源的开发利用。风电采取大规模集中式接入与分散式接入相结合的方式发展,今年6月,我国并网风电达到5258万千瓦,超过美国跃居世界第一。国家电网调度范围达到5026万千瓦,成为全球接入风电规模最大、发展最快的电网。太阳能发电方面,在甘肃敦煌、内蒙古鄂尔多斯等地已建和正在建设大型并网光伏系统示范工程,为开展大型并网光伏系统的大规模应用做准备。2009年,我国政府相继出台了“太阳能屋顶计划”“金太阳工程”,大力推动分布式光伏发电的发展。预计到2020年,我国太阳能发电装机将达到5000万千瓦。

  媒体:新能源并网和消纳给电网带来哪些挑战?并网和消纳的困难主要有哪些?

  盛万兴:对于接入输电网的大型风电场和光伏发电而言,并网和消纳的主要问题包括:1.输送能力问题。我国可再生能源丰富地区远离经济发达地区,分布极不均匀,大容量风电送出和常规交流电输送容量之间矛盾较为突出。2.调频调峰问题。风电、光伏发电具有间歇性、波动性、随机性的特点,不可能与用电负荷同步变化,要求电力系统必须具有满足适应风电随机性的调峰能力。3.系统稳定问题。由于风电、光伏发电的随机性特点,交流联网的整个电网的电压和频率之间相互影响,风电出力大幅度变化必然引起整个系统的电压、频率波动,电力系统存在频率和电压稳定问题。4.低电压穿越问题。低电压穿越能力差的风电机组在系统故障电压跌落时将脱网,大规模脱网将进一步导致无功缺损电压下降,为系统恢复带来更大困难。

  对于接入配电网的分散式小型风电和光伏发电而言,其大量接入将使配电网从无源网络变为遍布中小型电源的有源网络,给配电网的安全优质运行带来了新的挑战。从技术的角度看,分布式新能源并网难主要原因在以下几方面:1.保护问题。分布式新能源接入导致馈线潮流方向和大小的不确定,可能引起继电保护的失效、误动或拒动,配电网现有保护和分布式新能源如何协调目前尚待解决。2.孤岛问题。当系统故障或检修时用户端的风力发电和光伏发电系统未能及时检测出停电状态而将自身切离供电网路,形成电力孤岛后将对线路维修人员产生危害,供电恢复时将产生不同步及非同期等问题。3.电能质量问题。风电和光伏电源出力波动和启停不确定会引起配电网电压偏差、电压波动和闪变,而并网系统中的电力电子转换器增加了大量的非线性负载,将会引起电网电流、电压波形发生畸变,带来谐波污染。风电、光伏并网的电能质量亟待改善,也是目前分布式新能源并网的技术瓶颈之一。

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