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構(gòu)建智能靈活的第三代電網(wǎng) 應對新能源革命
發(fā)布時間：2019-12-20 來源：凱正電氣 瀏覽次數(shù)：面對化石能源日漸枯竭和全球氣候、環(huán)境變化的現(xiàn)實壓力，一場新能源革命在全球范圍內(nèi)正悄然興起。以可再生能源逐步替代化石能源，實現(xiàn)可再生能源和核能等清潔能源在一次能源生產(chǎn)和消費中占更大份額，建立可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，是新能源革命的主要目標。
黨的十八大報告中提出，推動能源生產(chǎn)和消費革命，控制能源消費總量，支持節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)和新能源、可再生能源發(fā)展，確保國家能源安全?？梢灶A見，我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和電源結(jié)構(gòu)也將在今后幾十年內(nèi)逐步改變。
在新能源變革的條件下，電網(wǎng)的重要性日益突出。電網(wǎng)將成為大規(guī)模新能源電力的輸送和分配網(wǎng)絡(luò)，與分布式電源、儲能裝置、能源綜合高效利用系統(tǒng)有機融合，成為靈活、高效的智能能源網(wǎng)絡(luò)。隨著可再生能源、核能、天然氣等清潔能源發(fā)電在未來有望成為主力電源，電網(wǎng)的發(fā)展將作出重大轉(zhuǎn)型。
從我國資源稟賦來看，我國西部地區(qū)資源非常豐富，例如西南的水力資源，西北的太陽能、風能資源等。但同時這些地區(qū)又是經(jīng)濟欠發(fā)達、人口稀少、自然環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，當?shù)啬茉聪暮苌佟６A北、華中、華東等地，資源相對匱乏，用電消耗量卻非常大。因此，西北、西南等地豐富的資源需要轉(zhuǎn)化為電能，通過電網(wǎng)高效率傳輸?shù)角Ъ胰f戶。做到這些對傳統(tǒng)電網(wǎng)來說很難。
傳統(tǒng)電網(wǎng)常規(guī)電源和電力負荷增長變化相適應，可以隨時調(diào)節(jié)維持平衡。但是，新能源電力進入以后，就給這個平衡造成了很大威脅。由于電力現(xiàn)在還不能大規(guī)模存儲，而可再生能源又具有間歇性和不穩(wěn)定的特性，因此維持這樣的平衡十分困難。
到目前為止，電網(wǎng)經(jīng)歷了“三代”演變。第一代電網(wǎng)是二戰(zhàn)前以小機組、低電壓、孤立電網(wǎng)為特征的電網(wǎng)興起階段。第二代電網(wǎng)是二戰(zhàn)后以大機組、超高壓、互聯(lián)大電網(wǎng)為特征的電網(wǎng)規(guī)?；A段。未來第三代電網(wǎng)將是一、二代電網(wǎng)在新能源革命下的傳承和發(fā)展,以非化石能源發(fā)電占較大份額和智能化為主要特征，是電網(wǎng)發(fā)展的可持續(xù)化、智能化階段，是未來可持續(xù)發(fā)展的能源體系的重要組成部分。第三代電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)將是大容量集中式電源與分布式電源相結(jié)合;電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將是大規(guī)模主干輸電網(wǎng)與地方輸配電網(wǎng)、微電網(wǎng)相結(jié)合的模式。
與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，未來電網(wǎng)應具備如下四個特點：一是具有接納大規(guī)?？稍偕茉措娏Φ哪芰?二是實現(xiàn)電力需求側(cè)響應、分布式電源、儲能與電網(wǎng)的有機融合，大幅度提高終端能源利用效率;三是具有極高的供電可靠性，基本排除大面積停電的風險，包括自然災害的沖擊;四是與通信信息系統(tǒng)廣泛結(jié)合，實現(xiàn)覆蓋城鄉(xiāng)的能源、電力、信息綜合服務體系。
主干輸電網(wǎng)能適應風能、太陽能等大規(guī)?？稍偕茉措娏退?、清潔煤電等大型常規(guī)能源基地的大容量遠距離電力輸送、大范圍優(yōu)化配置和間歇性功率相互補償?shù)刃枰?，實現(xiàn)輸電網(wǎng)的安全、高效運行。
配電網(wǎng)應能適應中小型分布式電源的開放接入和電力需求側(cè)互動管理的需求，配電網(wǎng)終端將較多采用微網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)潮流的雙向控制，提高供電可靠性和終端能源利用效率，并形成多網(wǎng)合一的能源信息綜合服務體系。降低線損，提高輸配電網(wǎng)的利用效率是建設(shè)下一代電網(wǎng)的重要任務。通過智能傳感網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)，在用戶端實現(xiàn)分布式電源、儲能裝置、電動汽車充放電、能源綜合高效利用系統(tǒng)與電網(wǎng)有機融合、雙向互動，形成靈活、高效的智能能源網(wǎng)絡(luò)，能大幅度提高終端能源利用效率。
當前，我國發(fā)電總裝機容量和電網(wǎng)規(guī)模均已居世界首位。隨著大規(guī)?？稍偕茉措娏Φ陌l(fā)展，從電力流預測結(jié)果來看，我國將始終存在大容量遠距離輸電的基本需求。在發(fā)展大容量遠距離交直流輸電方面，國家電網(wǎng)已走在世界前列，為實現(xiàn)我國新能源的長期、穩(wěn)定、健康、可持續(xù)發(fā)展提供了堅實保障。
未來，我國西部水電、西部和北部超大規(guī)?；哪柲茈娬尽⒈辈课鞅辈看笠?guī)模風電等將有很大發(fā)展。未來西電東送輸電網(wǎng)將由目前滿足水電和煤電的大容量遠距離外送為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、煤電、大?guī)模風電和荒漠太陽能電力外送并重，輸電網(wǎng)的功能將由單純輸送電能轉(zhuǎn)變?yōu)檩斔碗娔芘c實現(xiàn)各種電源相互補償調(diào)節(jié)相結(jié)合。因此加快建設(shè)交直流特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)成為建設(shè)第三代電網(wǎng)的當務之急。
