风电友好型智能电网的关键技术分析

风电友好型智能电网的关键技术分析

陈伟

(江苏国信东凌风力发电有限公司江苏省南通市226400)

摘要：在现阶段，开发新能源已经成为国家的一项关键战略，其地位非常重要，而风能和太阳能等各种可再生资源已经逐渐成为未来新能源开发的关键内容。在国家实行“十二五”期间，对于环境恶化以及传统能源短缺问题对地球造成的威胁已经采取了措施，为了确保经济社会中的电能更安全、更可靠、更经济和更清洁，国家提出了“智能电网”这一概念，并在相关领域开展了深入的研究工作。

关键词：风电友好型；智能电网；关键技术

1风电友好型智能电网概述

由于传统电网属于刚性系统，在电源连接、电能推出和传输方面缺乏灵活性，电网的动态灵活性和重构性能并不理想。此外，垂直多级控制机制的响应相对较慢，这在建立实时、可配置和可重构系统的过程中非常困难。同时，它的自我修复和自我恢复能力也严重依赖于物理冗余。当向用户提供服务时，这是相对简单的单向信息。此外，很难分享信息。不同类型的自动化系统相互隔离，因此很难形成一个有机统一的整体。目前，国家电网公司已经进行了两批试点项目。试点项目的范围相对较广，可以覆盖公司运营区域的20多个省市。涉及的环节包括发电、输电、用电、配电、用电和调度，以及通信信息平台。其中，第一批试点项目遵循的原则是，重点领域需要首先突破，条件成熟的领域需要首先运营。

2风电行业现状分析

2.1电网问题

虽然我国电网系统建设和火电水电的发展适应性比较理想，但大型风力发电站并网技术一直存在不足，运行管理经验严重不足，严重制约了风力发电行业的发展。因为风力发电的间歇性和随机性很明显，并网风力发电将影响系统的电压、稳定性和频率。此外，风力发电行业也有不成文的规定。具体内容是确保风力发电的比例不超过总发电量的5%，这将影响电网的稳定性。

2.2风电设备研发能力薄弱

现阶段，我国风力发电设备研发中最明显的不足是研发能力低下，设计制造水平与世界水平差距过大。我国绝大多数风力发电企业的核心技术来自国外。同时，他们在引进技术的过程中没有注意这些数据的内容，也没有正确判断数据的完整性和技术的先进水平。此外，在设计信息系统方面也缺乏学习。一些企业没有完全吸收和消化信息内容，因为他们在获取外国信息后受到利益的驱使。因此，在不理解设计概念和思维的情况下，很容易生产。最终，我们国家的企业将处于所有权状态，但缺乏知识。他们只有组装风力涡轮机的能力，但是他们没有设计风力涡轮机的想法。

3风电友好型智能电网的改善措施

3.1发电环节关键技术

发电环节的关键技术包括风力发电并网建模和仿真技术、风力发电并网运行和控制技术、常规电网-电厂协调技术（常规机组快速调节技术、常规电力调峰技术）、新能源电网-源协调技术、大规模储能技术等关键技术。从短期和中期来看，解决风力消耗问题的最有效和最低成本的方法是提高常规电源的快速调节能力：应对新建电厂的灵活性提出一些规定，同时对现有电厂进行改造，以达到相应的灵活性规定。从长远来看，大规模储能技术是对新能源发电模式的有益补充。它可以通过储存电能来平滑随机和间歇的电力输出，这在大规模新能源的开发中起着重要作用。对于风力发电来说，在电源侧配置动态响应特性好、使用寿命长、可靠性高的大型储能装置，可以有效解决风力发电的间歇性和波动性问题，大大提高电网接受风力发电的能力。

3.2输电环节关键技术

先进的输电技术包括特高压交直流输电技术、柔性交直流输电技术、柔性直流输电技术、输电线路状态监测技术、智能变电站技术等。超高压输电技术和柔性输电技术可以促进我国的风电发展模式。

3.3配电环节关键技术

配电室电力系统的配电环节是风力发电分布式发展的基础。智能配电网支持灵活和自适应的故障处理和自修复。通过潮流、信息流和服务流的整合，它具有快速高效的配电网自组织和自优化能力，方便快捷的分布式电源有序互联

3.4调度环节关键技术

智能化调度是智能电网建设的重要内容，是实现风电“可调度”的技术基础。为了适应大规模清洁能源发电并网运行，电力系统需要对监测、控制、调度决策支持等技术进行相应的研究，最终实现风力发电的测控。智能电力系统调度技术包括所有发电机组的电力预测和监控技术（包括风力发电厂和光伏发电厂的波动电力输出），以及发电机组的低成本调度技术。当然，应该考虑不同类型发电厂各自的限制。电力系统调度的基础是信息透明，即不同类型发电厂发电的边际成本信息。这考虑到了成本优化的最小化，这可以像前面对其他国家的描述一样节省大量成本。适合风电发展的智能调度技术包括风电调度决策支持技术、并网风电安全稳定防御技术、新能源节能发电调度技术、风电场综合监控和实时监控技术、调度端风电预测技术等关键技术。这些技术将根据风力发电的输出特性，研究大规模风力发电发展对电网调频和调峰的影响，研究大规模风力发电对系统启动模式、区域电网连接线自动发电控制（AGC）和功率控制的影响，以及风力发电调度管理模式等。

3.5用电环节关键技术

用电是电力系统的用电环节。智能用电技术将建立一种新型的供用电关系，在这种关系中，系统实时与电力用户的潮流、信息流和业务流交互。灵活和互动的电力消耗链接将有助于系统快速跟踪风力变化，从而大大提高风力消耗水平。在短期内，通过提高灵活的负载功耗比，可以吸收更多的风力。当发电量高时，这种负载会上升，而当发电量低时，这种负载会下降。这种负载可以连接到加热设备，如热泵、带有大型蓄热系统的电锅炉等。从长远来看，智能用电技术包括先进的测量系统、电动汽车充放电、用电信息采集、智能需求侧管理技术、用户侧储能技术等关键技术。高级测量系统(ami)基于双向测量、双向实时通信、需求响应和用户电力信息采集技术。它支持用户分布式电源箱机动车接入和监控，实现智能电网和电力用户之间的双向互动。该用电信息采集系统能够指导用户科学合理的用电，为风电谷用电提供有力的技术支持。电动汽车充放电是智能电网与用户双向互动的重要组成部分，可以帮助系统有效接受风力发电等波动发电能力。智能需求侧管理技术包括自动需求响应技术、节能发电厂、智能有序功耗、远程能耗检测和效率诊断等。用户侧储能技术是传递峰值功率、发展低功耗、提高风电消耗比例的重要技术措施，包括蓄冷技术、蓄热技术、储能技术等。

结束语

总之，通过分析我国风力发电的发展现状和风力发电行业的现状，提出了风力发电友好型智能电网的概念，并重点阐述了其中涉及的关键技术。通过对相关内容的分析和研究，我希望中国风力发电产业的发展能够得到持续的推动，风力发电友好型智能电网的关键技术能够得到充分的推广，从而更好地实现中国低碳经济的目标。近年来，国家电网公司相继开展了试点项目，为风力良好的智能电网的关键技术工程实践提供了良好的机会。可以预测，中国的电网将在未来变得更加强大和稳定。

参考文献:

[1]梁广平，朱青.风电友好型智能电网的关键技术[J].硅谷，2017，（3）.

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[3]张峻岭，殷建英，党政.风光互补发电系统及应用[J].能源研究与利用，2017（04）.