21ic智能電網(wǎng)：當前面對化石能源日益枯竭以及傳統(tǒng)能源開發(fā)利用所帶來的環(huán)境污染、氣候變化等人類共同的難題，大規(guī)模開發(fā)利用新能源，保障能源供應與能源安全、降低能源消耗、減少環(huán)境污染、應對氣候變化，已成為世界各國的共識。

特別是在我國，截至2011年年底，發(fā)電裝機總容量已達到10.56億千瓦，比上年增長9.3%，居世界第2位;預計到2020年，全國發(fā)電總裝機容量將達到17.8億千瓦，與美國、日本相比，我國能源需求一直保持快速增長的態(tài)勢。因此，開發(fā)利用新能源、節(jié)能減排、發(fā)展智能電網(wǎng)已成為我國能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略。

近年來，我國新能源發(fā)展迅速。2011年，全年風力發(fā)電新增裝機達1763.09萬千瓦，累計裝機容量達到6236.42萬千瓦，居世界第一位。預計到2020年，我國風電裝機容量將至少達到1.5億千瓦，太陽能發(fā)電裝機容量將達到2000萬千瓦。2030~2050年，按人均發(fā)電裝機1.5千瓦計算，全國電力總裝機容量將達到24億千瓦，其中風電、太陽能等裝機容量為7.2億千瓦，約占30%。因此，未來新能源必將由補充能源發(fā)展為替代能源，并最終成為主流能源。

與此同時，大規(guī)模新能源輸出功率的隨機波動性、難以準確預測性以及用于并網(wǎng)的電力電子變換器對電網(wǎng)擾動的敏感性，使電力系統(tǒng)安全面臨新的挑戰(zhàn)。而智能電網(wǎng)的發(fā)展將為新能源安全高效利用提供技術支撐。智能電網(wǎng)的本質特征是以高度的信息化、自動化為手段，大幅度提升電力生產(chǎn)與供應的安全性、經(jīng)濟性、便捷性，以達到最大限度地接納新能源、提高設備利用率、改善用戶供電質量的目的。規(guī)模化新能源安全高效利用正是智能電網(wǎng)建設的重要內(nèi)容和基本目標。

為實現(xiàn)大規(guī)模新能源安全高效利用，應以智能電網(wǎng)為支撐，依靠基于電源響應、電網(wǎng)響應的整體解決方案。電源響應主要包括先進新能源發(fā)電技術和多元互補與大型火電深度調(diào)峰技術。提高新能源發(fā)電單元的能量轉換效率，發(fā)展靈活的功率控制技術，適應電網(wǎng)安全運行要求是電源響應的重要組成部分。我國貧油、少氣、富煤的能源結構布局決定了火力發(fā)電在發(fā)電裝機構成中的主導地位，因此我國新能源的規(guī)模化發(fā)展必然主要依賴于火電機組的快速深度調(diào)峰。應進一步研究多種能源電源與儲能的互補特性，多元互補控制策略可以在一定程度上突破大規(guī)模新能源并網(wǎng)運行的技術瓶頸，提高電網(wǎng)對大規(guī)模新能源的接納能力。

電網(wǎng)響應主要包括新型電網(wǎng)結構及先進輸電方式和電網(wǎng)先進控制與安全防御兩個方面。多元互補方案的提出必然要以電網(wǎng)為媒介，在全系統(tǒng)范圍內(nèi)實現(xiàn)多種能源類型電源與儲能的優(yōu)化控制，以達到全系統(tǒng)能量實時平衡的目的。電網(wǎng)結構與輸送極限是決定電網(wǎng)配置資源能力的兩個重要方面，且二者相互影響。因此，新型電網(wǎng)結構及先進輸電方式是提高電網(wǎng)接納能力的必要內(nèi)容。電網(wǎng)先進控制與安全防御是決定電網(wǎng)輸送極限的又一重要因素，也是決定系統(tǒng)安全運行水平的關鍵因素。隨著智能電網(wǎng)建設的推進，電力系統(tǒng)信息化程度顯著提高，各種傳感器的大量應用與監(jiān)測平臺的建設，將為新能源電力系統(tǒng)先進控制與安全防御提供有效的數(shù)據(jù)信息支撐。

電力系統(tǒng)中用電側的友好響應也是應對新能源隨機波動的有效途徑之一。負荷平移能減小峰谷差，提高電網(wǎng)設備利用率，同時可擔負起調(diào)頻的任務，發(fā)揮旋轉儲備的作用，甚至還可用以應對大規(guī)模集中式風電場的極端天氣事件(如風電出力驟降)的影響，保障電網(wǎng)可靠運行。系統(tǒng)中原本已存在大量電網(wǎng)友好型的可平移負荷，輔助以相關政策、價格機制與必要的技術條件，就能夠發(fā)揮可平移負荷的作用，利用負荷響應提升接納新能源電力的比例。

更為重要的是，人們長期以來形成了通過開發(fā)利用一次能源滿足便捷舒適生活對用電的需求。隨著大規(guī)模新能源的開發(fā)利用以及智能電網(wǎng)的發(fā)展，將引導人們改變用電方式，形成人與自然和諧互動的用電方式，這對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

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