摘要：近年来，随着中国经济持续发展，环境问题越来越突出。电网的发展是保证我国国民生产、生活的基础条件。为适应新时期的社会要求，我们需做好新能源的发展与应用，加快智能电网建设，满足人们的用电需求。2017年国家能源局朱明介绍，可再生能源发电装机突破6亿千瓦。其中，风电装机达到1.54亿千瓦、光伏发电装机达到1.02亿千瓦、生物质发电装机达到1330万千瓦。2017年上半年，各类可再生能源发电新增装机3700万千瓦，约占全部电力新增装机的70%左右，说明我国能源结构调整速度进一步加快，可再生能源尤其是风电、光伏等新能源已经进入了规模化发展的新阶段。我国在规模化新能源电力的安全高效方面还存在一些不足，需要电网相关部门着重根据各电网公司存在的问题进行解决。
关键词：规模化新能源；安全高效；问题；措施
1大规模新能源电力系统的特点
电力系统是发、输、变和用电等环节组成的电能生产和消费系统，负荷用电需求随时波动，而电力系统的基本特征是保证能量的供需平衡。与过去传统的水能、核能发电大为不同，在风能、太阳能这种形式的新型能源电力生产过程中，不仅出现了存储困难现象，而且也无法有效控制电能的输出。一次能源的随机波动性特征，决定了输出的电能也具有较强的随机波动性。风电、光伏新能源出力具有波动性、间歇性及不可存储性等特性，其中能源储存问题尤为突出。大规模并网将会对电网产生冲击，给电力系统安全运行带来影响，而且随着新能源装机占比越来越高，其影响也日益显著。”
为了增强对电源侧控制的有效性，我们需进行中长期负荷预测，优化机组调度，加快发电控制自动化发展步伐，以保障电网稳定性。
新能源电力系统中的电源侧，既包含了传统电力系统中的电源，又增加了新的虚席部分电源，能够响应负荷侧，并影响电源侧功率的随机波动性，这是新能源电力系统的基本特点。
2新能源电力系统建设中的基础问题及解决措施
2.1新能源电力系统构建的基本原理
以基础性电气动力学视角为基础的多时空尺度特性，是对新能源结构及其重要参数进行凭借的依据，更是推动新能源电力系统实践工作顺利展开的客观基础。新能源电源空间尺度所具备的各种特征，新能源电源大量接入并占系统电源的大部分时，会导致系统运行具有随机性和不稳定性。电源、电网和负荷的响应，是建立新能源电力系统时空多尺度动力学特性的理论依据，要想实现新能源电力系统完美、高效输出，必须平衡电源和电网的关系，促使多个新能源电力系统达到彼此平衡与彼此互补的状态。因此，新能源电力系统构建，需要把新能源电力系统的不确定性度量与建模理论建立放在首要位置，依据其动力学特性深入研究规模化新能源电源与电网之间的相互作用机制，从而为提高新能源电力系统的安全性和高效性奠定理论根基。
2.2多元化新能源电力系统间的互补与协同调控问题
新能源电力系统并未摆脱传统电力系统中存在的电力输送延迟性问题。在构建独立新能源电力系统平衡互补机制的过程中，我们可以客观借鉴传统能源电力系统的经验，即：依靠不同电力系统机制之间的相互作用以及合作制约结构，完成输电任务，从而为新能源电力系统调控目标的实现，提供有力支持。为了促进大规模新能源电力得到安全、高效的利用，我们需进一步优化电网结构，使各局部电源与新能源电力系统保持一致。制定多元互补方案，解决新能源储存问题，为实现新能源高效利用奠定良好基础。
2.3新能源电力系统的保障机制及防御策略
新能源电力系统常会涉及到风能、太阳能等新型能源，这些能源大多分布在偏僻地方，如出现问题电力系统继电保护装置动作会直接切断新能源电源接入。我们需重视对其生产装置的和系统运行安全性的日常维护，定期组织检查，及时发现并排除故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次要加快构建新能源电力系统特有的质量安全控制与保障机制，以科学合理的保障机制，规范安全控制环节。此外，先进的能源发电技术，在提高新能源的利用效率、保障电网运行的安全性等方面，也发挥着重要作用，所以我们应注重对先进的新能源技术的开发和使用。
3新能源电力系统基础问题
3.1新能源电力系统时空多尺度动力学特性及建模理论
新能源电源空间具有着一定的空间尺度上的分散性、时间尺度的随机波动性，并且借由导致了宏观和微观不同层面的数学物理模型不再是确定性的模型，并且有着极大的随机性；另一方面，新能源电力采取的各种技术水平较高的措施，又使得新能源电力系统成就了跨大尺度的耦合性问题。
因此需建立新能源电力系统的不确定性度量与建模理论,深入剖析新能源电力系统的动力学特性,揭示规模化新能源电源与电网之间的相互作用机制,为实现新能源电力系统的安全高效运行提供理论基础。
3.2新能源电力系统多元互补机制及协同调控理论方法
新能源电力系统具有电源多元化、电网多层次以及负荷多类型等特征。电源侧具有良好可控性及快速深度变负荷运行的能力是确保新能源电力系统安全高效运行的基础, 而传统电源的迟延性与新能源电源的随机性决定了新能源电力系统电源侧功率的平滑输出必然要依赖于各类电源的多元互补与协同调控。因此,需在掌握大系统分散协调控制与智能调度理论方法的基础上,深入剖析系统的机制特性,研究系统状态参数的精细表征方法,构建先进的新能源电力系统控制理论方法。
针对新能源电源、储能等不同种类电源,需进一步研究其功率输出特性、可控性原理及波动功率注入下新能源电力系统的潮流计算、电力电量平衡、备用决策等理论方法,建立场/群级协调控制系统结构与调控方法,以实现多元发电过程的多能互补优化运行。火力发电作为多元互补的核心内容,其大范围变负荷运行时的经济性仍是瓶颈问题。
3.3新能源电力设备及系统故障演化机制及安全防御策略
新能源电力设备地域分布分散、系统结构复杂、运行工况多变,导致设备故障率升高,系统安全问题更加突出。为制定新能源电力系统的安全防御策略,需深入研究新能源电力设备的故障演化机制及系统故障特征,建立新能源电力设备安全评估模型及系统安全评估理论,提高系统的可靠性;发展基于多元广域响应的自适应保护与安全控制理论,为实现新能源电力系统的安全防御奠定基础。
结语：
1）本文首先介绍了大规模新能源电力系统的特点，然后针对新能源电力系统建设中的基础问题及解决措施作了进一步讨论，最后详细介绍了新能源电力设备及系统故障演化机制，并且由此提出了安全防御策略。
2）本文还提出新能源电力系统的自适应保护与安全控制策略,将系统安全防御从常规的故障控制转变为针对系统实时状态的表征、评估、预警、保护及安全控制体系,保障新能源电力系统的安全稳定运行。
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, 2013,33（16）:470-40.
[2]华夏,罗凡,张建华等.促进新能源消纳的自备电厂发电权交易模式可行性探讨[J].电力系统自动化,2016,40(12):200-206.DOI:10.7500/AEPS20150413002.
[3]张顺,葛智平,郭涛等.大规模新能源接入后系统调峰能力与常规电源开机方式关系研究[J].电力系统保护与控制,2016,44(1):106-110.
[4]高明杰,惠东,高宗和等.国家风光储输示范工程介绍及其典型运行模式分析[J].电力系统自动化,2013,37(1):59-64.DOI:10.7500/AEPS201208193.
论文作者:闫毅磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：新能源论文; 电力系统论文; 电源论文; 电网论文; 高效论文; 电力论文; 基础论文; 《电力设备》2018年第2期论文;