可持续发展现状 可持续智能电网协同发展的现状与展望

　　摘　要：智能电网（Smart Grid）是当今世界电力系统发展变革的最新动向。介绍了智能电网的发展概述，多能源协同发电的特点及其运用对于可持续智能电网的影响和重要性。最后，总结了未来可持续智能电网发展趋势。
　　关键词：可持续　智能电网　多能源协同发展
　　中图分类号：TP27　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）007-071-02
　　1 前言
　　现如今，全球气候变暖，人类面临生存危机，这已成为了不容忽视的问题。气候变暖除了自然因素影响以外，还与人为活动，尤其是与化石燃料大规模使用极为相关。人类社会必须选择低碳经济模式，来防止气候变化带来的灾难性危害，鼓励使用可再生能源和新能源。当今世界能源消费结构处于显著调整中，石油、煤炭等化石能源比重缓慢下降，天然气比例上升，同时核、风、水、地热等可再生新能源逐渐被开发利用。
　　与此同时，二次能源中，电能的最优地位没有发生改变。一次能源结构巨变后，智能电网成为了各种新能源衔接能源用户的最优载体，并且智能电网要求多个分布式电源点的存在，加之快速智能化的潮流调度，维持电网能够安全稳定运行，能够有效避免大规模停电，这一系列优势，使得可持续智能电网的发展，从而推动一场前景广阔的能源革命。
　　2 智能电网发展概述
　　智能电网，顾名思义，也就是智能化的电网。它以物理电网为基础，充分利用现代化传感测量技术、通讯技术、计算机技术、信息技术、控制技术以及新能源技术，将发、输、配、用等环节进行互联，成为高度的新型智能化网络。智能电网可以覆盖所有电压等级，实现电力流、信息流、业务流的高度一体化融合，是坚强、可靠、经济、高效、清洁、透明、友好、互动的现代化电网。
　　智能电网的主要特征包括自愈、坚强、安全、兼容、交互、协调、高效、优质、集成九个方面。它们从功能上描述了电网的特性，从而完整的完成了智能电网的概述。
　　智能电网作为自愈电网，为预测电网可能发生的问题，可以进行连续的在线自我评估，实现对已经存在的或者正在发展的问题进行快速发现，并且立即采取措施进行控制、纠正。以此保障电网的可靠性、安全性、电能质量以及效率。智能电网将抵御攻击，最大限度的减少对电网的扰动，减轻对经济发展带来的影响。
　　3 可持续智能电网的概述
　　智能电网技术，集合了高级传感、通信、自动控制等方面的技术，它的特点是可以进行自我管理和恢复、兼容性强。智能电网技术的快速发展，可以为清洁能源的优化并网提供良好的技术保障。各类高级控制技术的应用，可以推动各类清洁能源同现有电力系统的进行高效融合，从而达到“即插即用”、实时互动以及协调运行的目标。与此同时，也可以根据不同类型的电源，采用对应控制的不同的措施，使得电网对清洁能源的调度管理的智能化。从长远来说，应当积极大力发展智能电网技术、不断改善接入电网的能源结构，最终实现能源多样化和可持续发展。
　　智能电网的可持续在对于应对全球气候变化，促进世界经济、环境、社会可持续发展具有重要作用。多能源共同接入电网可靠发电有助于促进能源的可持续发展、改善环境并提高绿色能源的竞争力。
　　对于多能源可持续发电技术，涉及的技术领域分为燃料电池发电技术、太阳能光伏电池发电技术、风力发电技术、水力发电技术、生物能源发电技术等。国家重点鼓励、重点支持风电发展。风能是一种清洁的可再生能源，它没有常规能源所造成的环境污染，而且技术成熟，单机容量大，建设周期短，是一种安全可靠的能源。但是目前，困扰我国风电发展的主要问题是入网难。
　　4 多能源协同发展研究
　　在各种需求的推动下，智能电网下的业务从传统电网模式下的隔离分散向协同创新方向发展，在技术引领与业务融合的双重推动下，将产生诸如大规模可再生能源并网，分布式能源，整个电网将呈现出显著的协同创新特征。
　　其中的多能源协同发电，就是一种方法，其定义可概括为：将火电机组、风电机组融入到一个统一的电网中，协同、经济、高效、可靠地发电。太阳能发电、风力发电、燃料电池以及燃气轮机等分布式电源是多能源发电系统中的主要发电设施，其共同特点是电源靠近用户，发电规模较小，可以就近更具需要输出电能。
　　相比其他发电系统，多能源协同发电的优越性体现在如下几个方面：
　　(1)可靠性。多能源协同发电可以利用各种能源的特性，降低能源发电产生故障的影响，避开单独发电的不利环境，互补发电，不会发生大规模的供电事故。
　　(2)经济性。多能源微电网发电，距离用户近，减少了远距离传输带来的线损和功率损耗的问题。
　　(3)灵活性。用于微电网的分布式电源投资少，易于短时建设，有利于快速解决电力能源短缺问题。
　　(4)低碳性。将可再生能源作为主要燃料的多电源发电系统，减少了二氧化碳的排放。
　　多能源协同发电是一种使智能电网可持续化发展的好方法，但接入电网后，多电源结构还是会对原电力系统造成特定的影响，比如：在电力系统和配电系统方面，因为多电源具有分散性，所以系统负荷增长情况会变得更加难以预测，对扩建造成一定的麻烦，另外，多能源发电并网时，电压的稳定性会随着潮流大小和方向的改变而出现波动，严重时，开关电容器组等调压设备都会被波及，也可能引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等问题，会加大保障电能质量的难度。
　　在继电保护和实时控制上，当多电源系统与电网连接处的逆功率继电器发生故障时，如若电源的功率比较大，十分容易导致电网中开关短路的电流超标，如果配电网发生故障的时候，故障电流除了由系统提供，也能由多电源系统额外提供，从而改变了配电网中的故障电流大小和方向，甚至持续时间，由此，也更难控制继电保护装置，同时，信息采集、开关操作和能源调度等过程将变得更加复杂。
　　5 研究展望
　　就目前的能源危机，人们发展智能电网的首要任务就是需要寻找新能源来环节环境压力，提高能源利用率来解决能源危机，多电源技术则是实现这个重任的最主要的途径之一。
　　在未来，包含着分布式发电系统的多电源发电技术的应用主要有以下几个方面：
　　(1)是电网的备用电源，必要时也能作为黑起动电源。
　　(2)为实现能源的多级利用，进行热电联产或冷热电联产。
　　(3)靠近用户，就近供电，同时减少了输配电系统的投资和各种原因产生的电磁污染。
　　(4)运用于高级量测体系，扩大了用户使用多电源技术设备和电动车的数量，活跃了电力市场的交易活动。
　　(5)实现调峰填谷，做到节约用电。
　　并且，多电源技术对于完整建设智能电网有更大的推动力，不会带来单调的重复建设，同时也能提高技术研究的效率。然而现在，并没有给出智能电网如何继续发展的明确方案，这多少给多电源系统的后续发展造成了一定困难。
　　参考文献：
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