基于新能源技术的分布式电源在电网中的应用论文_赵森

基于新能源技术的分布式电源在电网中的应用论文_赵森

(中国电力工程顾问集团新能源有限公司 北京 100120)

摘要:目前化石能源正在逐渐地减少,而且气候变化问题也变得非常严重,针对这种情况,发展新能源已经受到世界各国的广泛关注。在日益复杂的电力系统背景下,能源形式及多方主体的用能形式越发多样化,分布式电源的渗透率不断增加。因此为了实现能源优化配置,减少能源传递过程中的能耗并实现能源梯级利用,在新能源电力系统中充分利用需求响应(DR)技术来提高电网发展适应性、安全可靠性及经济稳定性是非常有必要的。本文就新能源电力系统中需求侧响应技术应用及发展进行研究

关键词:新能源;电网;应用

随着我国国民经济各方面的飞速发展,我国全社会电力消费量呈上升趋势。然而我国单位国内生产总值能耗水平约为世界平均水平的2倍,是发达国家的3~11倍,“高消耗、低效益、高排放”式粗放的经济增长方式没有得到根本缓解。为了推动能源领域结构性改革,有效促进能源和信息深度融合,不仅需大力发展新能源技术,更应在新能源电力系统中充分应用新能源技术。新能源技术具有响应速度快、成本低、环境污染小等诸多优势,同时还可以建立电力交易机制,以电价信号为经济杠杆,影响用户的用电行为,从而实现电网负载的削峰填谷,缓解用电紧张,维持电网稳定。

1、分布式电源在电网中的实际应用

1.1燃料电池的发电技术

该技术的基本工作原理为:在电能转化的过程中,把天然气以及甲醛等氢元素含量比较高的燃料与氧气相互作用生成H2O。在氢氧元素转化成水的过程中,氢氧离子发生定向转移形成电流。相比传统的氢元素燃烧生成水,该技术中的氢元素在不燃烧的状况下发生电化学反应,使燃料中的化学能直接转化成了电能。目前,随着新材料机新技术的发展,燃料电池的发电技术也正在日益成熟过程中,其燃料种类变得愈来愈丰富。比如电解质燃料电池、固体磷酸型燃料电池、碱性燃料电池等。

1.2风力发电技术

该技术的工作原理为:在风力的作用下,将风力发电机的扇叶转动,进而驱动发电机的轮毂发生转动,在此过程中运转齿轮箱的联轴器、高速轴、刹车盘和异步发电机转子,将机械能转化为电能,完成风力发电。

1.3微型燃气轮机技术

在单独的微型燃气轮机发电中,该技术并不适合在实际生活中推广,因为该技术将化学能转化为电能的效率只有百分之三十,远远低于同类型发电效率。如果在实际生产中可以采用热电联产的方式将其联结,那么微型燃气轮机的发电效率就能够上升到百分之七十五,远高于同类型技术,该项技术还具备质量轻、体积小、操作简便等优点。从本质上来讲,微型燃气轮机是汽轮机的一种,它使用的燃料主要为天然气、甲烷以及石油。目前,该项技术具有一定的商业应用潜力。

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2、大规模新能源接入电网的规范方法研究

2.1大规模新能源外送通道的容量规划

在利用风力发电和太阳能发电的过程中,需要对新能源发电的选址进行重点分析与实地考察。首先要充分考虑风能和太阳能分布规律及分布情况。城市一般不宜选址,一般具有较好的条件的地方大多属于自然环境较恶劣且人烟稀少的地方。进行选址时新能源发电站和负荷中心具大多是采用逆向分布的方式。大规模新能源通常在发电过程中都是通过远距离输送到用电区域,这就要对输电通路提出了进一步的技术要求。并且新能源发电站建设相对电网设施建设建设周期更短。因此,实现良好的输电通道规划是重中之重。其中关键技术主要在于协同新能源的概率特性和输电线路容量充裕程度、分析输电容量是否存在不确定性方面的规划、注重电网供给效益实现最大化。需要对输电容量做好提前规划并进行分析以及新能源实现最大化利用的输电容量规划分析。

2.2面向新能源消纳的电网规划方法

在电网规划中,把纳入新能源技术应用作为重要的目标,确保电网能够有效的纳入新能源,使新能源的低碳、环保、减排和节能等优势得以充分的发挥。对于整个电网规则而来说,网架结构的不同将会影响系统新能源消纳能力,并且也会影响电力系统中的其他灵活电源具有的运行方式,继而对新能源消纳能力造成影响。其中关键技术主要有系统备用水平方面的分析、系统调峰能能力方面的分析、新能源消纳性能方面的分析、目标是新能源消纳能力方面的电网规划及系统调频方面的分析以。

2.3大规模新能源接入电网优化规划

提高电力系统的波动发电特性在电力系统应用中是至关重要的。在规划电网设计过程中,不要尽量较少因为发电网络出现冗余导致电力资源出现不必要的浪费的情况发生。在电网运转过程中经常存在着一些不可预见的因素,比如负荷随机波动和设备停运等问题给电网安全性造成的损害。因此,在电网规划过程中需要对一些已知的不确定性的因素进行充分的考虑,使电力系统运行过程中能应对各种状况。将新能源在电网中的应用进行过程优化,以实现通用化界面的构建。总结以往经验,将电力系统运行过程中的多场景约束和系统网损等问题总结归纳到模型中,实现控制与完善。其中涉及到的关键技术包括有新能源处理过程中的多场景分析模型、新能源接入电网规划模型、基于目标网构架模型、动态优化技术以及网损方面的动态计算技术等。

3、结束语

新能源电力系统中需求新能源技术强调信息和能量的双向流动、强调能源的高效利用、强调用户的主动参与程度。应用新能源技术与其他相关业务系统实现信息交互、协同统筹管理,可有效克服新能源发电的间歇性问题,提高电网对新能源的利用效率;同时通过采集需求侧负荷信息生成调控策略,合理规划并引导用能,提高需求侧用能的经济性,实现源网荷互动与协同增效。因此,新能源电力系统中需求新能源技术具有广阔的发展前景。

参考文献:

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论文作者:赵森

论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期

论文发表时间:2018/3/13

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