時間：2012年5月8日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 關鍵詞：智能電網(wǎng) 傳感器網(wǎng) 能源管理

　　智能電網(wǎng)相關技術是應對能源環(huán)境問題的有效途徑　　能源和環(huán)境問題是本世紀最具挑戰(zhàn)性的問題之一，為了應對這一挑戰(zhàn)，開發(fā)和利用可再生能源成了世界各國的共同選擇。在這種大背景下，電力行業(yè)也意識到僅靠傳統(tǒng)、常規(guī)的電力技術和手段，難以解決越來越多新能源接入的問題。所以近年來，智能電網(wǎng)技術，尤其是作為智能電網(wǎng)技術重要組成部分的可再生能源發(fā)電及并網(wǎng)技術等逐漸成為了業(yè)界研究的熱點?！　≈悄茈娋W(wǎng)技術不論從理論層面看還是從實踐層面看，都能更好地讓可再生能源接入電網(wǎng)。當前可再生能源接入包括很多技術，有些技術不是常規(guī)的，有一些是新的。比如說智能電網(wǎng)技術里面的儲能技術。由于可再生能源發(fā)電是間歇性的、隨機的和難以控制的，所以加入儲能技術后可以更好地協(xié)調能源利用的供需平衡，如抽水蓄能、電池儲能、超導、壓縮空氣、飛輪等等，這些儲能技術有的目前還處于研究階段，有的已經得到了少量開發(fā)，有的則已經投入了正式使用，它們的成熟度不一樣，此其一?！　∑涠切枨髠裙芾?DSM)或需求側響應(DR)，通過利用通信和信息技術，并采用技術、經濟和行政等手段，維持發(fā)電側和需求側的供需平衡。一旦發(fā)電量不足，便能適時通知用戶減少用量或變化用電方式，或者利用價格變化進行相應的調節(jié)控制。其中，利用高級計量系統(tǒng)(AMI)是完成需求側響應的一項重要手段?！　〈送膺€有電力電子技術等。鑒于可再生能源的接入會對電網(wǎng)造成一定影響，我國利用了柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術，通過移相器、電力電子等手段以適應潮流的多變性。再比如說海上風電，由于輸電距離和輸送容量等的限制，大容量、長距離輸送離岸風電不能用交流電纜，因為交流電纜最長傳輸距離一般為四、五十公里。為了應對這種情況，我們便利用海底電纜、基于VSC的高壓直流輸電、IGBT等技術進行解決?！　⌒杩陀^看待電動汽車充電對電力系統(tǒng)造成的影響　　到目前為止，電動汽車的充電模式主要有以下四種：1)VOG模式(單向無序電能供給)，在此模式下，電動汽車接入電網(wǎng)即可立即充電;(2)TC--Timed Charging模式(單向有序電能供給)，在此模式下，電動汽車可以在給定的時刻開始充電;(3)V1G模式(電動汽車充電受電網(wǎng)控制)，在此模式下，電動汽車可以與電網(wǎng)進行實時通信，優(yōu)化充電安排、提高電網(wǎng)效率，在電網(wǎng)允許時刻進行充電，弊端是不能向電網(wǎng)反饋送電;(4)V2G模式(雙向有序電能供給)，在此模式下，電動汽車可以作為電能存儲設備、備用電源設備等，與電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)通信并受其控制，實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)間的能量轉換(充、放電)?！　∥覀儜撚棉q證的眼光看待電動汽車充電的利弊，一方面，如果合理利用和控制電動汽車充電，便可使其削峰填谷的作用得到充分發(fā)揮，給電網(wǎng)負荷帶來積極的調節(jié);　　另一方面，它給電力系統(tǒng)帶來的負面影響同樣不容小覷，其中主要體現(xiàn)在以下幾個方面：無計劃的臨時性快充對電網(wǎng)產生短時性負荷沖擊;電動汽車通過逆變向電網(wǎng)供電，不可避免給電網(wǎng)帶來反向潮流、電壓變化、電能質量問題和無功功率平衡問題;給電網(wǎng)的規(guī)劃和調度運行帶來新的問題，尤其是配電網(wǎng)規(guī)劃和運行等?！　∨e個例子，目前我國汽車保有量約為1億輛，假設到2030年時我國汽車保有量為3億輛，而電動汽車為6000萬輛，占其中的五分之一，每輛電動汽車充電功率為10千瓦，極端情況下同時充電，則總充電功率將達到6億千瓦，將占2030年時電網(wǎng)裝機總容量24億千瓦的1/4,如果不對此加以協(xié)調并采用相關技術手段有效控制，而無序地同時充電的話，將會出現(xiàn)"峰上加峰"的情況，從而增大電網(wǎng)調峰難度，加大輸配電網(wǎng)建設的壓力，降低發(fā)電機組和電網(wǎng)的運行效率?！　∫虼?，在智能電網(wǎng)建設過程中，我們應把對電動汽車充放電運行模式的研究作為一項工作重點，充分利用電動汽車作為時間上可平移負荷的特點，依靠智能電網(wǎng)中所支持的需求側響應，在一定程度上削峰填谷、平滑負荷曲線，提高設備利用效率、降低系統(tǒng)損耗。再比如，電動汽車充電站屬于諧波源負荷，其產生的諧波主要是6k±1次諧波，如果這些諧波電流注入公用電網(wǎng)，將導致電網(wǎng)損耗增加、設備過熱及壽命損失、對控制和通信電路的干擾，同時會造成電壓畸變、功率因數(shù)下降， 影響電網(wǎng)中的電能質量水平及其他用電設備的正常運行等。因此，只有正視電動汽車充電給電網(wǎng)帶來的負面影響，采取積極的手段盡量抑制諧波進入公用電網(wǎng)，才能最大化保障電網(wǎng)的安全、經濟運行?！　《喾矫鎱f(xié)調配合為可再生能源并網(wǎng)創(chuàng)造條件　　隨著可再生能源產業(yè)規(guī)模的不斷擴大，我國可再生能源發(fā)展面臨的問題也逐步凸顯，尤其在風電等新興可再生能源發(fā)電并網(wǎng)方面，更是困難重重。由過去主要來自技術水平、產業(yè)發(fā)展能力方面的約束，轉變?yōu)閬碜允袌鰴C制、發(fā)展體制方面的制約，要破解可再生能源的并網(wǎng)難題，需要多方面的協(xié)調配合。　　首先要有序接入。因為廠網(wǎng)分開之后，當前存在無序發(fā)展的情況，有些地方的風電建設超出了高壓電網(wǎng)建設的速度。風電等新能源的建設要和線路建設相配合?！　〉诙黾觾δ?。儲能技術對智能電網(wǎng)改善電能質量、提高可再生能源接入起著重要作用。具有間歇性、不穩(wěn)定性的可再生能源發(fā)電會影響電網(wǎng)的運行。以風能為例，電力系統(tǒng)的運行人員雖然通過風力發(fā)電預測技術來協(xié)助調度，但預測的誤差是無法避免，而且在風電變化大的情況下，即使預測精確，仍需要具備一定的儲能手段。應用儲能技術，可大大增加風力發(fā)電的信用度?！　〉谌?，可再生能源要與常規(guī)能源協(xié)調發(fā)展。要在政府政策基礎上，協(xié)調好風電等新能源與傳統(tǒng)火電能源的關系，雙方要形成互補。當然，在滿足接納全部可再生能源發(fā)電電量的前提下，常規(guī)能源發(fā)電(如煤電)的經濟性和效率會有一定程度的下降。另外，對風電間歇性和不穩(wěn)定性而言，需要加強風電功率的預測工作，同時，風電的制造廠家也需要提高性能技術——低電壓穿越技術，避免事故的多發(fā)以及由事故引發(fā)的風力發(fā)電機跳閘，進而影響供電和系統(tǒng)穩(wěn)定性能。此外，我們還應學習丹麥的經驗，增強聯(lián)絡線輸送功率的能力?！　★L電和光伏發(fā)電要堅持分散和集中相結合的原則，盡可能就地消化。當前我國是以集中式的風力發(fā)電為主，而國外如日本等則是以分散式的太陽能光伏發(fā)電為主。隨著未來我國風電所占比例的逐漸上升，尤其是當風力發(fā)電和太陽能發(fā)電所占比例超過30%時，我們甚至可以考慮利用風能、太陽能通過制作氫，作為燃料電池的燃料，以供發(fā)電。這也是國外某些發(fā)達國家正在探討的技術路線之一。　　微網(wǎng)技術是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最優(yōu)途徑　　微網(wǎng)技術是解決分布式發(fā)電的最好技術，它可以將對配電網(wǎng)的影響減到最小，同時將對用戶自身的供電可靠性提高到最大程度，其重要性不言而喻?，F(xiàn)有研究和實踐已表明，將分布式發(fā)電供能系統(tǒng)以微網(wǎng)的形式接入到大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，與大電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最有效方式?！　≡谖⒕W(wǎng)系統(tǒng)中，用戶所需電能由風力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池、以天然氣和沼氣等為燃料的冷/熱/電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)，通過微電網(wǎng)來提供，往往可同時滿足用戶供熱、供冷和供電的需求。這種綜合的用能方式比常規(guī)的方式效率要高，一般不考慮余熱利用的發(fā)電效率為30%左右，如果將余熱加以利用的話，就可以將總效率提高到70%-80%,使我們充分達到節(jié)能和合理用能的目的?！　∧壳埃捎跅l件的制約，微網(wǎng)相關工作在我國海島、鄉(xiāng)村邊遠地區(qū)的應用要相對多一些。當然，就微網(wǎng)在城市的發(fā)展而言，我國也抱以同樣的重視，天津生態(tài)城建設就是在這方面很好的探索。隨著未來天然氣、風能、光伏等清潔能源的分布式發(fā)電的并網(wǎng)需求的不斷增多，人們對城市微網(wǎng)的需求還將逐漸增大?！　〈送猓S著微網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，電力電子設備在微網(wǎng)當中的應用也將逐漸增多，這可能會造成一些特殊的問題，同樣值得我們引起重視。比如說它會產生一些諧波，造成電能質量下降，影響繼電保護的動作等等。原先的分布式發(fā)電基本上采取就地控制的辦法，現(xiàn)在由于通訊系統(tǒng)、光纖技術、電力系統(tǒng)技術等的不斷提高，加強通訊系統(tǒng)建設的可行性大為增加。通過加強微電網(wǎng)通訊和信息方面的相關技術，有助于解決微電網(wǎng)中控制、保護中遇到的一些難題，從而提高電能質量和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行性能。