大规模新能源电力安全高效利用基础问题

大规模新能源电力安全高效利用基础问题

张科鸿

山东电力建设第三工程有限公司 山东 青岛 266100

摘要：明新能源电力在现代社会中举足轻重的地位，并且在未来日新月异越来越智能化的社会体系中，新能源电力具备的网络实时性与技术的结合，都会为社会的文明做出贡献。在看到发展的同时，也应该注重新能源电力的安全性，保障电力系统网络安全防护，是新能源电力发展要求的重中之重。

关键词：新能源电力；高效利用；基础问题；解决方法

新能源电力是现代电力企业广泛应用的电力技术，现在社会较多使用太阳能、风能、地热能等资源。实质上，除了这几种广为人知的能源外，新能源电能成为近年来发展较为迅速、技术更先进、功率更大的新兴资源。电力资源创新，将传统的高消耗向低消耗甚至重复利用方向转化，安全高效利用新能源电力是电力系统发展的当务之急，。

1新能源电力的发展

1.1顺应时代的诞生

传统的资源利用都是在高碳的基础上，这就意味着能源的浪费。电力生产对化石资源和水资源的索取是大量的，这不仅对地球上的不可再生资源产生了掠夺式的破坏，同时对人类的生活环境也影响极大[1]。各种污染随之而来，使生活环境日益恶化。正因为如此，科研者们为了电力系统能够高效运作，也为了资源的二次利用，变得健康与绿色化，开始对电力产业进行一场改革。满足于生活所需的能源供给，保障资源高效利用的同时，也要着力于建设绿色健康的生活环境。新能源电力就在这样的时代背景下产生了，它的诞生为电力系统带来了焕然一新的面貌。

1.2我国电力产业现状

现代的生活已经处处离不开电力的应用，城市里五彩纷呈的夜景、灯火通明的教室、电子设备的电池、大规模的家用电器等无一不是在展示着电力对人类工作和生活的重要性[2]。对过去几年我国用电情况的分析，数据显示用电量在逐年递增，随着其增长程度的趋势也在不断提升的就是我国的发电量。由此可以看出，随着社会的智能化程度越来越高，各种电力企业发展势头迅猛，电力系统的高效利用与完善是目前社会的重要责任。实际上我国目前已经使用新能源电力技术，并且利用该技术减少了对能源的索取，将电力能源转化为可再次利用的资源，并将发电技术智能化，以确保电力系统的效率。

2新能源电力系统的内容

2.1概念和性质

新能源电力系统区别于传统电力系统的性质主要有不可储存性、不稳定性和不可约束性[2]。如风能和太阳能，其发电频率不稳定，受外界因素干扰成分过大，因此只有将大规模新能源电力接入电网，才能使电力系统趋于稳定，使其在随机波动过程中实现供需平衡，稳定发电。

2.2解决方案

2.2.1电源响应的解决方案

引进先进发电技术，提高能量转换效率，以保证安全有效运行电网，是提高电源响应的重要手段。例如太阳能的光电转化率比风电机组转化率低20%，而风电机组转化效率仅为40%[3]，这一结果提醒我们，想要提高新能源电力系统整体转化效率，就必须以优化电机为突破口，改善新能源设备的装置，开发更为先进的新能源电力系统，在提高其效率的同时，降低初始成本，以增加其转化效率，但也必须要控制新能源电力系统波动性，准确预测新能源电力系统转化率，合理分配新能源电力系统发电站，才能真正为人类提供更好的服务。

2.2.2电网响应的解决方案

新能源电力系统与旧能源电力系统相比，其电压的耐受能力、通流能力明显降低，这是电网扰动的最主要原因[4]。为更好地提供安全高效能源，电网扰动问题亟待解决，而当前研究表明，只有运用低电压、高电压或不对称穿越方式才能改变系统阻尼性，保障新能源电力系统电网响应具有惯性。

2.2.3负荷响应的解决方案

有的新能源电力系统虽具有强大负荷调节能力及良好控制能力，但若外界环境对其存在强烈干扰，负荷改变情况下新能源电力系统的安全和环保效率下降，将出现明显功能瘫痪[5]。因此，只有运用有效调峰技术才能防止这一类问题发生。而快速有效调峰也可不同程度提高新能源电力系统被接纳能力。在这一过程中，只有将新能源电力系统基本的储热原理和蓄能原理透彻研究，实现多个新能源电力互补，才能研究出系统而安全的负荷控制方案，从本质上提高其核心竞争力。

2.2.4电网优化的解决方案

无论是新能源电力系统还是旧能源电力系统，电网无疑是其成功运输能源的纽带，当今形式下，提高电网输送能力势在必行。电网结构和配置都是直接决定电网输送效率的主要因素，只有开辟其它新思路，将新能源电力系统相互结合，利用集中布局优势实现新能源广泛高效利用。与此同时，构建分区域和远距离解耦连接输送的电网结构，更能提高新能源电力系统的高效传送，避免局部电力系统的不稳定性和波动性。

3新能源电力系统中的基础问题

3.1新能源电力系统构建的基本原理

动力学的多时空尺度特性贯穿于整个新能源电力系统，是新能源电力系统的主要支柱，却也是导致新能源电力产生波动性、随机性、不稳定性和分散性的主要因素，因此，只有平衡新能源电力系统与电网间的关系，才能建立更具有确定性的模型，在不违背基本构建原理的基础上，实现新能源电力系统高效率运用[6]。在构建过程中也不难发现，电源、电网和负荷的响应是动力学多时空尺度特性的理论依据，而多时间尺度、多空间尺度的特性也是评价新能源结构与参数的重要标准，故多个新能源电力系统间的平衡与互补才能达到新能源电力系统完美高效输出率。

3.2多个新能源电力系统间的协调问题

新能源系统虽具有再生性和可操作性，但在实质上却有着和旧能源系统一样的延迟性。而传统能源电力系统之间往往存在多个电力系统相互作用，共同完成电力输出的现象，这也就决定了在新能源电力系统中建立多个系统间相互支持和平衡的必要性，即“多元互补与协调控制”。从建立传统能源电力系统经验来看，智能而规范的方法理论和精细的表征方式都是解决传统电力能源系统的重要手段。但传统能源和新能源电力系统不可一概而论，必须根据不同种类针对不同新能源电力系统提出平衡电力、输出功率的备用方法。

3.3新能源系统安全的保障方法

新能源电力系统是以风能和太阳能等为核心的能源系统，常常处在较为偏僻、人烟稀少的地区，存在着分布广泛、分布地域偏僻等特点，相对于传统能源电力系统来说，新能源电力系统更容易出现系统瘫痪和故障，因此更加注重新能源电力系统安全问题才是保障其安全、有效运行的前提。为保障新能源电力系统安全，应构建新能源独有的质量安全控制和保障系统，定期有规律地对其进行系统排查，更应成立完整的质量监控系统，第一时间报告故障问题，以免不能及时发现故障。对新能源电力系统应有整体把握性，例如其模型的评价和寿命估测，淘汰不符合标准的新能源电力系统，保留质量合格、安全规范的系统，并掌握新能源电力系统的故障类型、种类和特征，及正常运行中的基本参数和量化指标，减少新能源防御系统漏洞，才能稳定、有效、安全、快速地输送能源。

4结语

新能源电力系统虽是替代传统能源系统解决能源危机的有效途径，却也面临着许多问题，这也是新能源电力系统至今无法完全代替传统电力能源系统的原因，其在稳定性、输出效率等多层面上远远不及传统电力能源系统，因此，正确把握和运用新能源系统概念是解决其问题的第一步，只有解决新能源电力系统电源、电力和电网的响应问题，才能让新能源电力系统拥有高效、安全、快速的输出率。

参考文献：

［1］刘吉臻.大规模新能源电力安全高效利用基础问题［J］.中国电机工程学报，2013(16)：1-8，25.

［2］舒印彪，汤涌，孙华东.电力系统安全稳定标准研究［J］.中国电机工程学报，2013(25)：1-9.

［3］林一凡，苏耕，戴立森，等.陕西电网与新能源协调发展的问题研究与建议［J］.陕西电力，2013(9)：41-44.

［4］刘吉臻.新能源电力系统中燃煤发电的功能定位［J］.中国电力企业管理，2013(15)：27-28.

［5］徐岩，王扬.新能源系统物理模拟实验平台设计及应用［J］.电力系统保护与控制，2014(8)：127-133.