大規(guī)模新能源電力安全高效利用的基礎問題探究

楊洋 陳濤 崔波

摘要：隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國家所需要的能源越來越多，因此，為了能有效緩解建立行業(yè)發(fā)展過程中所面臨的電力壓力，一定要結合具體情況，對新能源進行大規(guī)模開發(fā)，基于此，本文對大規(guī)模新能源電力發(fā)展的現(xiàn)狀以及大規(guī)模新能源電力安全高效利用的策略進行了分析。

關鍵詞：大規(guī)模新能源;電力安全;高效利用;基礎問題

1 大規(guī)模新能源電力發(fā)展的現(xiàn)狀

能源的緊缺是世界各國在發(fā)展過程中需要面臨的一個問題。關注能源緊缺、關注新能源發(fā)展和治理能源污染也是各國在經(jīng)濟發(fā)展過程中需要考慮和研究的主要問題。面對現(xiàn)今社會的發(fā)展形勢，只有降低能源消耗、減少污染、保護環(huán)境才能適應我國可持續(xù)發(fā)展的道路，新能源的開發(fā)實現(xiàn)智能化電網(wǎng)是我國進行大規(guī)模新能源電力發(fā)展的需要。解決新能源的電力的消耗問題和系能源電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定問題是提高電力系統(tǒng)可靠性、實現(xiàn)高效利用的途徑之一。大規(guī)模電力系統(tǒng)在發(fā)展的過程中存在一些問題，主要表現(xiàn)在系能源電力系統(tǒng)的電源結構不夠完善的，不能適應新能源系統(tǒng)不穩(wěn)定的特點，另一方面是開發(fā)新能源的投入成本比較高，但是利用率卻比較低缺乏經(jīng)濟性。

2大規(guī)模新能源電力安全高效利用的策略分析

2.1強化對現(xiàn)代化發(fā)電技術的運用

結合當前運行的設施設備可以看出，大多為一次性投入，電能轉化為電的效率相對較低。低針對這一情況，對高效運用的新能源而言，制約性很強，通常情況下，應用新能源進行發(fā)電，需要考慮的方面頗多，要從不同角度進行考量，合理的對設備進行設計，諸如經(jīng)濟成本管控以及發(fā)電設備工作原理等。在風力發(fā)電期間，其轉換率會受到風機的干擾，而在光伏發(fā)電中，發(fā)電裝置方面的性能會對轉化率完成一定影響。因此，應該加強對設備的改良，進一步對跟蹤系統(tǒng)進行優(yōu)化和開發(fā)，保證能從根源對經(jīng)濟成本進行降低。此外，在利用新能源進行發(fā)電過程中，控制難度相對較大，影響了系統(tǒng)運行有效性，諸如隨機性以及波動性很強、預測難度高等，最終導致電力接入過程中經(jīng)常會受到局限。對此，在具體設計環(huán)節(jié)，應該加強對這些問題的考慮，科學對新方法進行利用，深入開發(fā)和研究，保證問題能快速解決。

2.2 電源響應的解決方案

引進先進發(fā)電技術，提高能量轉換效率，以保證安全有效運行電網(wǎng)，是提高電源響應的重要手段。例如太陽能的光電轉化率比風電機組轉化率低20%，而風電機組轉化效率僅為40%，這一結果提醒我們，想要提高新能源電力系統(tǒng)整體轉化效率，就必須以優(yōu)化電機為突破口，改善新能源設備的裝置，開發(fā)更為先進的新能源電力系統(tǒng)，在提高其效率的同時，降低初始成本，以增加其轉化效率，但也必須要控制新能源電力系統(tǒng)波動性，準確預測新能源電力系統(tǒng)轉化率，合理分配新能源電力系統(tǒng)發(fā)電站，才能真正為人類提供更好的服務。

2.3 加強電網(wǎng)控制做好安全工作

電網(wǎng)控制和安全工作是保障新能源電力系統(tǒng)運行過程中的主要因素之一。先進的電網(wǎng)控制和安全防御可以突破電網(wǎng)輸送極限，對電力系統(tǒng)的安全工作有著直接的巨大影響。21世紀是一個信息化的時代，計算機信息技術已經(jīng)全面普及，應用的范圍也是相當廣泛的，各大領域都已經(jīng)實現(xiàn)了信息化，電力行業(yè)也不例外。隨著我國電網(wǎng)建設不斷發(fā)展的這幾年，智能化的發(fā)展方向越來越清晰，其信息化程度也越來越高，科學的數(shù)據(jù)信息為新能源電力系統(tǒng)提供了有利的保障，利于電力系統(tǒng)的控制，大大提高電力系統(tǒng)的安全防御系數(shù)。

2.4 利用大型火力發(fā)電實現(xiàn)多元互補

雖然先進新能源發(fā)電技術能夠改善新能源并網(wǎng)時的暫態(tài)特征，但是輸出功率的強隨機波動性難以徹底改變。需要互補能源進行抑制。為了電力系統(tǒng)的實時供需，需要多種能源進行互補，且要滿足快速響應和能維持大范圍和運行時的經(jīng)濟性要求，所以水電和燃氣等是最好的互補能源。在歐洲等發(fā)達國家水電在能源利用中比例較高模式主要的調峰手段;而在美國，燃氣發(fā)電時首要的調峰手段。基于中國的特殊地理資源條件，決定了火力發(fā)電站占主導地位。據(jù)統(tǒng)計中國火力發(fā)電站的發(fā)電量占總比例的78%，所以中國新能源電力規(guī)模化發(fā)展需要以火力發(fā)電機組作為調峰手段。火力發(fā)電機組優(yōu)點在于良好的可控性和負荷調節(jié)能力，缺點在于可調范圍窄和調速慢，難以維持在大范圍運行下的經(jīng)濟和環(huán)保性。研究了多種能源互補特性后，提出多元互補控制策略是實現(xiàn)多元互補的主要途徑，可以在很大程度上解決技術運行瓶頸問題，提高電網(wǎng)的接納能力，火力發(fā)電是中國電力系統(tǒng)調峰的必然選擇。

2.5 新能源系統(tǒng)安全的保障方法

新能源電力系統(tǒng)是以風能和太陽能等為核心的能源系統(tǒng)，常常處在較為偏僻、人煙稀少的地區(qū)，存在著分布廣泛、分布地域偏僻等特點，相對于傳統(tǒng)能源電力系統(tǒng)來說，新能源電力系統(tǒng)更容易出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓和故障，因此更加注重新能源電力系統(tǒng)安全問題才是保障其安全、有效運行的前提。為保障新能源電力系統(tǒng)安全，應構建新能源獨有的質量安全控制和保障系統(tǒng)，定期有規(guī)律地對其進行系統(tǒng)排查，更應成立完整的質量監(jiān)控系統(tǒng)，第一時間報告故障問題，以免不能及時發(fā)現(xiàn)故障。對新能源電力系統(tǒng)應有整體把握性，例如其模型的評價和壽命估測，淘汰不符合標準的新能源電力系統(tǒng)，保留質量合格、安全規(guī)范的系統(tǒng)，并掌握新能源電力系統(tǒng)的故障類型、種類和特征，及正常運行中的基本參數(shù)和量化指標，減少新能源防御系統(tǒng)漏洞，才能穩(wěn)定、有效、安全、快速地輸送能源。

3 結束語

綜上所述，大規(guī)模新能源電力系統(tǒng)的建立，使得我國的電力系統(tǒng)實現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展。但新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及輸出效率不足等問題，導致其難以發(fā)揮更大的實用價值，也難以徹底取代傳統(tǒng)能源系統(tǒng)。因此，必須加快建設智能化電力系統(tǒng)，優(yōu)化新能源電力生產(chǎn)、傳輸、安全控制以及系統(tǒng)設備的維護等環(huán)節(jié)，建立規(guī)范、科學的保障機制，提高多元化新能源電力系統(tǒng)間的互補與協(xié)同調控能力，從而有效促進大規(guī)模新能源電力系統(tǒng)得到安全、高效利用。

參考文獻

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