促进可再生能源电力接纳的技术与实践论文_马静1,倪广鹏2

促进可再生能源电力接纳的技术与实践论文_马静1,倪广鹏2

(1、中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830001;2、中国电建核电工程公司 山东省济南市 250000)

摘要:现阶段对于我国而言,可再生能源发电装机规模以及发电量最大的国家,可再生能源电力接纳问题在一定程度上显得日益突出,对该问题积极探索解决措施是目前的主要任务,所以本文分析可再生能源电力接纳的技术,进而提出以下内容,希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。

关键词:可再生能源;电力接纳;技术与实践

引言:在“十一五”时期,由于我国可再生能源在一定程度上得到飞速发展,由于我国大规模的可再生能源资源和电力负荷存在的逆向分布特征,需要具有远距离以及大容量的输电能力,可再生能源例如风电以及光伏等一些具有比较随机的波动性,能不断加大运行过程中的灵活性,促进可再生能源的外送接纳。

1.电网侧技术分析

1.1特高压输电技术

我国集中进行开发的风、光等一一系列相关的可再生能源有效的分布为“三北”地区,我国中东部地区属于电力负荷的中心,并且长时间都会保持不变,进一步导致我国现阶段大规模的可再生能源基地和负荷中心之间的距离能够达到一千到三千米之间,由于特高压输电过程中存在输送容量大、输送的距离比较远等相关特征,能进一步对我国基地电力在送出过程中的要求。特高压输电可以将其分为两种,一种是特高压交流输电;另外一种是特高压直流输电,他们之间的特点存在差异,交流输电具备成网条件,中间可以进行落点,电力传输相对比较灵活,电压等级越高,结构就越强,电力在输送过程中的能力就会表现的越大,能建立其比较坚强的输电网络;这和特高压交流输电进行比较,特高压直流输电不仅存在输电距离相对更远、输送过程中的容量大等优点,但中间不存在落点,不能成网,这进一步需要交流电网作为支撑才能保证电网的安全稳定。

1.2柔性直流的输电技术分析

对于柔性的直流输电而言,主要是采用全控型可关断的电力电子器件,通过高频调制技术的变流,能够对其有功功率以及无功功率进行独立的快速控制,其柔性的直流输电也是存在着常规直流输电多数的优点,要是不存在着交流输电的稳定性问题,那么可以实现非同步的系统互联,有功无功能够由可以控制系统等。在此之外,不同于常规直流技术可以采用半控型的器件以及低频调制的技术,其柔性直流输电技术也是采用全控型可关断电力电子器件以及高频调制的技术,其全控型器件则是可以根据其控制脉冲的开通或者是关闭,并不需要换相电流的参与到其中,也是不存在着换相失败的问题,也是能够和无源系统进行相互的连接,可以更好的实现有功和无功的解耦控制,也是能够更好的实现功率的快速调节,其运行的方式比较灵活,也是能够向系统提供出电压和频率方面的支撑,更好的去满足系统黑启动方面的要求。

2.发电侧技术

2.1关于火电灵活性的提高技术分析

对于火电灵活性而言,通常情况下主要是为火电机组适应出大力幅度的波动以及快速相应各种变化的一个能力,主要是为包括调峰幅度以及爬坡能力等,在这之中调峰的幅度主要是目前影响我国可再生能源的电力接纳的一个关键指标,尤其是热电机组的调峰幅度,也是制约了我国北方集中供热地区可再生能源的一个主要的因素。

在此之外火电机组的深度调峰主要是受到了锅炉以及汽轮机测设计和运行条件所带来的限制,前者主要是为包括了燃烧的稳定性和换热水动力的稳定性,然而后者则是包括了末级叶片性能和同流设计的参数等因素。所以对于火电机组的灵活性进行提高通常情况下是需要从两部分和相应的控制系统进行入手分析,再锅炉侧则是可以针对燃烧器的配风系统进行改造,从而对给水以及给煤运行的控制策略进行一定的改进。

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2.2关于可再生能源的发电预测技术分析

和传统的可控发电方式进行对比,其风电以及光伏发电也是存在着比较强的一个随机性和波动性,对于可再生能源的发电功率进行预测也是能够有效的环节大规模并网对其电网所带来冲击的影响,同时也是作为实现良好接纳技术的基础所在。可再生能源发电预测的精度进行提高可以及时的去掌握可再生能源的出力变化情况,并且也是能够安排合理的经济备用容量,从而去协调其他电源的出力,更好的实现电网科学调度以及可再生能源的接纳能力。

在此之外风电功率的预测技术主要是根据模型所使用的数据来源能够分为物理的预测和统计预测以及混合预测等方法。所谓的物理预测主要是为数值天气预报预测的方法,也是通过一些数学物理的方程式求解去进行预报,然而统计预报的方法则是为基于历史风电数据做出直接的预报。

光伏发电预测的技术也是可以分为间接预测的方法和直接预测的方法。所谓的直接预测方面主要是根据历史数据直接的去进行功率的预测,应用光伏电站的历史功率数据建模可以直接的进行预测,有效的避免了繁琐的气象统计和建模的过程,其预测的过程也是比较直接。然而对于间接预测的方法而言,主要是根据其太阳能辐射的观测点历史观测数据的对其地表太阳能辐射的强度进行一定的预测,之后则是根据其光电转换的效率模型做出相应的预测,这样也是需要在前期建立起大量的太阳能辐射观测点,同时也是需要积累相应的历史数据。

3.用户侧技术

3.1关于可再生能源的电力供热技术分析

现如今燃煤供热依然是作为我国北方很多地区采暖供热的一个主要的方式,也是冬季大气污染雾霾出现的一个重要的原因,电力供热主要是作为一种清洁化的供热方式,目前已经是被我国越来越多的地区所进行使用,可再生能源的电力热工技术主要是储能技术以及电力供热技术进行相互的结合,通过点加热的设备能够将其可再生能源的电力直接转变成为热能,通过借助供热的系统以及供热用户以及外部储热的装置能量进行存储,进而去满足稳定的供热要求。

然而可再生能源的电力供热可以有效的缓和可再生能源发电以及连续用电需求以及可调度电源之间的衔接矛盾,使其可再生能源在电网低固时候的电力能够得到有效的利用,同时将其富余的电力根据其热能的方式进行存储下来,从需求侧进行入手,降低其电网对于可再生能源电力接纳的整体难度,有效的提高了电网调峰能力以及运行过程中的灵活性。

3.2需求侧响应的技术分析

需求侧响应的技术主要是指电网之中的用户对市场价格信号或者是有关的激励机制做出一定的相应,有效的去改善传统用电模式以及市场的参与行为。对于需求侧的友好相应主要是实现大规划可再生能源的电力接纳有效措施之一,通过需求侧的响应,不仅仅能够有效的减少峰谷差,同时对负荷以及可在能源处理的匹配性进行一定的改善,同时也是能够提供出调频以及旋转的备用,甚至是能够应对其极端天气情况下的可再生能源发电的突变,更好的去保证电力系统能够安全稳定的运行。另外分布式能源和虚拟电厂技术,对于分布式能源而言,主要指的就是用户在场地或者附近进行建设安装,在运行方式上主要是将用户端自发自用为主,在配电网系统过程中实施平衡调节发电设施,其中有太阳能、海洋能以及小水电等一系列新能源发电。

总结:伴随着电力系统的不断进步,电压源的换相直流输电技术和灵活交流输电技术以及电动汽车智能冲换技术等逐渐的开展应用,未来将会更加的灵活以及智能,同时也是可以为建立系统的多种可再生能能源电力的友好接纳提供出相应的保障。

参考文献:

[1]潘尔生,王新雷,徐彤,田雪沁,马实一,颜静.促进可再生能源电力接纳的技术与实践[J].电力建设,2017,38(02)

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[4].中国可再生能源电力并网研究协作组成立[J].电器与能效管理技术,2014,(09)

论文作者:马静1,倪广鹏2

论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期

论文发表时间:2017/11/30

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