智能电网下的新能源与常规能源协调发展

智能电网下的新能源与常规能源协调发展

白英1方磊2

（1.宁夏宁电电力设计有限公司；2.国网银川供电公司宁夏银川）

摘要：本文通过智能电网建设基础的新能源、常规能源发展，讨论了未来电网的发展方向。通过分析智能电网、新能源利用，提出未来新能源与常规能源协调发展设想。

关键词：低碳；环保；智能电网；新能源；储能设备；分布式发电

0引言

过去的200年里，人类依靠石油、煤炭和天燃气创造了前所未有的文明，随着全球气候变暖，石油泄漏，空气污染形成雾霾，水体污染，土壤污染，在经济快速增长的同时，环境不断恶化，低碳环保已经成为未来发展的主题，如何利用智能电网这个平台实现新能源与传统能源协调发展，建设接收大规模集中式和分布式可再生能源高效、清洁利用能源成为时代的主题。[1]

1智能电网

智能电网是地区、县级调度和电力用户相互联系的纽带，用智能电表为界限，提高用户参与调节负荷特性曲线峰谷差的积极性，这样才能改善电网经济运行指标和电能质量，让电力负荷成为调峰主体，实现提高灾变防治能力，做到事前预防，事中控制，事后补救。[2]

我国电网已经在智能配电网上进行了许多探索。例如：银川电网在2012年就已经完成了配电网自动化的改造，采用了先进的通信技术信息化技术，智能电表已经实现了全覆盖全采集，为灵活高效的实时电价机制的应用铺平了道路，用户主动参与电网运行经济互动用电的硬件条件已经具备。

智能电网调度如何实行分时电价、合理有效通过负荷侧管理，使得用户分时经济用电，让负荷整体调控发挥巨大作用。电网调度通过光缆，向电力用户发布即时电价和未来6~24h的电价曲线，由用户主动调控自己的用电计划行为，符合电力系统的需求。例如，夏季电价、冬季电价、分时电价、实时电价。

2我国电力工业发展现状

2.12015年电力工业使用能源现状[4]

到2015年底，我国的装机容量为15.3亿千瓦已经成为世界第一。（表1）

表12015年电力工业使用能源表

2.22020年电力工业使用能源预测

2020年，我国的装机容量为20亿千瓦以上。（表2）

表22020年电力工业使用能源表

3在智能电网下常规能源和新能源的协调发展

3.1“西电东送”和能源分布不平衡

我国西部地区发展较为缓慢却常规能源和新能源富有集中，东部地区经济发展快能源资源贫乏，电网的“西电东送”、”北电南送”格局已经初步形成，为我国经济发展提供强有力地支撑。

3.2低碳环保和新能源发展

我国能源消费主要以煤炭为主，2015年火力发电装机9.333亿千瓦，占比61%，2020年火力发电装机预计11亿千瓦，占比55%。2015年风电和太阳能发电装机4.437亿，占比29%，2020年风电和太阳能发电装机预计6亿千瓦，占比30%。

节能减排，一方面会促使各大发电采用能耗低污染低的发电设备；另一方面，还会促进工业上加速推进工业节能和热电联产，越来越多的采用可再生能源电力和热力供应；与此同时，在我国政策的支持下，风能、太阳能和其他可再生能源的成本已经快速降低，民营参与新能源项目已经比较普遍。

3.3风电和太阳能发电并网模式[3]

风力发电和太阳能发电有离网型和并网型系统。

离网型主要解决电网未覆盖地区（海上钻井平台、海岛驻扎部队、分散边远居民）。为了维持供电平稳，最好配备一定容量的储能装置，并和太阳能发电站以及用户组成微网。

并网型，有分布式和巨型。分布式就是若干台风机或光伏电站直接并入地区电网并与小型水电站和压缩空气储能电站组合，统一接受调度。我国的风力资源和太阳能资源主要集中于我国北方内陆和西北边远地区，远离负荷中心，我国风电的主要形式是大规模集中发电，远距离输电。

大型风电场以及其配调的水电站、压气储能发电或燃气电站，风电出力变化大于给定值后，通过智能调度控制相关水电站、压气储能发电或燃气电站的出力。风力和太阳能发电量预测、预报、及其可视化服务必不可少。

3.4分布式发电[3]

分布式发电（DistributedGeneration，DG），通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在30～50兆瓦以下）的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电（光伏电池、光热发电）、风力发电、生物质能发电等。

建筑分布式光伏发电是直接在屋顶或是闲置空地上安装太阳能发电池板，分布式光伏发电系统政策由国家发改委颁布，规定了利用屋顶安装光伏发电，根据所发电量给予补贴。由于国家政策利好，建筑分布式光伏发电在未来几年发展应该比较迅猛。

分布式热电冷三联产技术，因为对于中国大部分地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂来说，都存在供电和供暖或制冷需求，很多都配有备用发电设备，这些都是热电冷三联产的多目标分布式供能系统的广阔市场。

4结论

智能电力系统中大电网超高压互联和新能源发电发展快速，给电网运行带来巨大挑战，大电网互联后主干网发生事故对于整个系统稳定影响巨大，大面积停电可能性大大提高，建设坚强智能电网是防御事故的最好措施。电网规划考虑长距离输电线路成环或双回，可输送容量冗余考虑，尽可能避免因为一条线路或一个升压站或换流站停电引起大范围停电。

风电和太阳能发电和气象变化密切相关，智能电网要建立功率预测和控制系统，提出适合本地区的上网策略，保证新能源发电上网的可靠性和安全性。同时发展热冷电联储，把不同时间段多余的能量储存起来。电网今后的发展方向将是由电网变“能网”，提高能源利用效率，已达到节能减排的目的。

智能电网将更加友好的接纳分布式发电用户，分布式用户是产销者，利用常规能源发电的电量将逐步减少，用户自产自销，将多余电量提供给电网供其他用户使用。

未来电网发展是更加灵活高效的能网方式，常规能源消耗将逐步降低，科学技术发展将问风问光索取更多能源，我们生活的环境将更加美好。

参考文献：

[1]《重塑能源——新能源世纪的商业解决方案REINVENTINGFIREBOLDBUSINESSSOLUTIONSFORTHENEWENERGYERA》湖南科学技术出版社【美】卢安武洛基山研究所著2014年6月

[2]《智能电力系统与智能电网》清华大学出版社卢强、何光宇、陈颖、张雪敏著2013年3月

[3]《分布式发电与智能电网》上海交通大学出版社艾芊、郑志宇编著2013年1月1日

[4]《智能电网技术》中国电力出版社，刘振亚主编2013年12月

作者简介：

白英（1981-）女，工学学士，工程师，主要从事规划设计工作，继电保护及安全自动装置设计工作，智能变电站建设方面的研究设计工作；

方磊（1982.1-）男，宁夏银川人，电力工程师，单位：国网银川供电公司，研究方向：电网调度运行。