智能電網(wǎng)發(fā)展助力新能源接入

能源和環(huán)境問題是本世紀最具挑戰(zhàn)性的問題之一，為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，開發(fā)和利用可再生能源成了世界各國的共同選擇。所以近年來，智能電網(wǎng)技術(shù)，尤其是作為智能電網(wǎng)技術(shù)重要組成部分的可再生能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)等逐漸成為了業(yè)界研究的熱點。智能電網(wǎng)技術(shù)不論從理論層面看還是從實踐層面看，都能更好地讓可再生能源接入電網(wǎng)。當前可再生能源接入包括很多技術(shù)，智能電網(wǎng)技術(shù)里面的儲能技術(shù)是新技術(shù)。此外是需求側(cè)管理或需求側(cè)響應(yīng)，通過利用通信和信息技術(shù)，并采用技術(shù)、經(jīng)濟和行政等手段，維持發(fā)電側(cè)和需求側(cè)的供需平衡。

客觀看待電動汽車充電的影響

我們應(yīng)該用辯證的眼光看待電動汽車充電的利弊，一方面，如果合理利用和控制電動汽車充電，便可使其削峰填谷的作用得到充分發(fā)揮，給電網(wǎng)負荷帶來積極的調(diào)節(jié)；另一方面，它給電力系統(tǒng)帶來的負面影響同樣不容小覷，其中主要體現(xiàn)在以下幾個方面：無計劃的臨時性快充對電網(wǎng)產(chǎn)生短時性負荷沖擊;電動汽車通過逆變向電網(wǎng)供電，不可避免地給電網(wǎng)帶來反向潮流、電壓變化、電能質(zhì)量問題和無功功率平衡問題;給電網(wǎng)的規(guī)劃和調(diào)度運行帶來新的問題，尤其是配電網(wǎng)規(guī)劃和運行等。

目前我國汽車保有量約為1億輛，假設(shè)到2030年時我國汽車保有量為3億輛，而電動汽車為6000萬輛，占其中的五分之一，每輛電動汽車充電功率為10千瓦，極端情況下同時充電，則總充電功率將達到6億千瓦，將占2030年時電網(wǎng)裝機總?cè)萘?4億千瓦的四分之一,如果不對此加以協(xié)調(diào)并采用相關(guān)技術(shù)手段有效控制，而無序地同時充電的話，將會出現(xiàn)“峰上加峰”的情況，從而增大電網(wǎng)調(diào)峰難度，加大輸配電網(wǎng)建設(shè)的壓力，降低發(fā)電機組和電網(wǎng)的運行效率。因此，在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，我們應(yīng)把對電動汽車充放電運行模式的研究作為一項工作重點，充分利用電動汽車作為時間上可平移負荷的特點，依靠智能電網(wǎng)中所支持的需求側(cè)響應(yīng)，在一定程度上削峰填谷、平滑負荷曲線，提高設(shè)備利用效率、降低系統(tǒng)損耗。

為可再生能源并網(wǎng)創(chuàng)造條件

隨著可再生能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大，我國可再生能源發(fā)展面臨的問題也逐步凸顯，尤其在風(fēng)電等新興可再生能源發(fā)電并網(wǎng)方面，更是困難重重。由過去主要來自技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力方面的約束，轉(zhuǎn)變?yōu)閬碜允袌鰴C制、發(fā)展體制方面的制約，要破解可再生能源的并網(wǎng)難題，需要多方面的協(xié)調(diào)配合。

首先要有序接入。因為廠網(wǎng)分開之后，當前存在無序發(fā)展的情況，有些地方的風(fēng)電建設(shè)超出了高壓電網(wǎng)建設(shè)的速度。風(fēng)電等新能源的建設(shè)要和線路建設(shè)相配合。第二，增加儲能。儲能技術(shù)對智能電網(wǎng)改善電能質(zhì)量、提高可再生能源接入起著重要作用。具有間歇性、不穩(wěn)定性的可再生能源發(fā)電會影響電網(wǎng)的運行。第三，可再生能源要與常規(guī)能源協(xié)調(diào)發(fā)展。要在政府政策基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)好風(fēng)電等新能源與傳統(tǒng)火電能源的關(guān)系，雙方要形成互補。

風(fēng)電和光伏發(fā)電要堅持分散和集中相結(jié)合的原則，盡可能就地消化。當前我國是以集中式的風(fēng)力發(fā)電為主，而國外如日本等則是以分散式的太陽能光伏發(fā)電為主。隨著未來我國風(fēng)電所占比例的逐漸上升，尤其是當風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電所占比例超過30%時，我們甚至可以考慮利用風(fēng)能、太陽能通過制作氫，作為燃料電池的燃料，以供發(fā)電。這也是國外某些發(fā)達國家正在探討的技術(shù)路線之一。

微網(wǎng)技術(shù)是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最優(yōu)途徑

微網(wǎng)技術(shù)是解決分布式發(fā)電的最好技術(shù)，它可以將對配電網(wǎng)的影響減到最小，同時將對用戶自身的供電可靠性提高到最大程度，其重要性不言而喻。現(xiàn)有研究和實踐已表明，將分布式發(fā)電供能系統(tǒng)以微網(wǎng)的形式接入到大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，與大電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最有效方式。在微網(wǎng)系統(tǒng)中，用戶所需電能由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池、以天然氣和沼氣等為燃料的冷/熱/電聯(lián)供系統(tǒng)，通過微電網(wǎng)來提供，往往可同時滿足用戶供熱、供冷和供電的需求。

目前，由于條件的制約，微網(wǎng)相關(guān)工作在我國海島、鄉(xiāng)村邊遠地區(qū)的應(yīng)用要相對多一些。當然，就微網(wǎng)在城市的發(fā)展而言，我國也抱以同樣的重視，天津生態(tài)城建設(shè)就是在這方面很好的探索。隨著未來天然氣、風(fēng)能、光伏等清潔能源的分布式發(fā)電的并網(wǎng)需求的不斷增多，人們對城市微網(wǎng)的需求還將逐漸增大。

胡學(xué)浩 作者系中國電力科學(xué)研究院首席專家