大规模新能源电力安全高效利用基础问题研究

大规模新能源电力安全高效利用基础问题研究

马晓军

马晓军

国网河南新密市供电公司河南新密452370

摘要：电力能源一直都是一种对国计民生具有着较为巨大的现实性制约作用的传统能源品类,客观上讲,电力能源的生产以及输送工作的实际开展水平对我国公民以及各级别各类型的企业实体的生产生活活动的客观性开展状况具有着直接性与鲜明性的客观性影响,随着近年以来中国社会的客观性发展形态的不断变迁,我国国民对能源消耗水平的客观性关注程度日渐提高,我国新能源的开发与应用实践工作在客观状况下取得了较为深入的现实性发展成果,为了提高电力行业现代化水平，以更好满足社会发展需求，必须采取措施，加快建设我国大规模新能源智能化电力系统的步伐，提高新能源电力利用的安全性和有效性。文章立足于新能源利用现状，重点围绕“大规模新能源电力安全高效利用基础问题”，展开几点思考。

关键词：大规模新能源；电力安全；高效利用；基础问题；思考

引言

21世纪，能源问题成为世界各国普遍关注的突出问题。近些年来，随着科学技术的不断发展，我国政府提出了建成能源节约型的社会主义国家的目标，在新能源的开发和利用领域有所突破。然而，面对当前我国经济不断增长、居民生活以及企业生产用电需求急剧攀升的形势，电力行业承受着巨大的压力，新能源的利用方面，仍然存在很大的缺陷，大规模新能源电力安全高效利用问题，已然成为我国智能电网建设过程中，亟待解决的重要课题。

一、大规模新能源电力系统的特点

电力系统是一种包含电力生产、传输与使用的消费系统，存在供求与需求平衡的特点。相对于传统能源电力系统来说，新能源电力系统则具备一些更为鲜明特征，包括不可约制性、不可存储性以及不稳定性等等，其中，能源储存问题最为突出。为了增强对电源侧控制的有效性，在具体展开新能源电力系统的构建过程，需要进行科学的中长期负荷预测，优化机组调度，加快发电控制自动化发展步伐，以保障电网稳定性。与过去传统的水能、核能发电大为不同，在风能、太阳能这种形式的新型能源电力生产过程中，不仅出现了存储困难现象，而且也无法有效控制电能的输出。一次能源的随机波动性特征，决定了电能也具有较强的随机波动性。新能源电力系统中的电源侧，既包含了传统电力系统中的电源，又增加了新的虚席部分电源，能够响应负荷侧，并影响电源侧功率的随机波动性，这是新兴能源电力系统的基本特点。

二、新能源电力系统建设中的基础问题及解决措施

（一）新能源电力系统构建的基本原理

以基础性电气动力学视角为基础的多时空尺度特性，在新能源电力系统的整个建设过程都存在，其是对新能源结构及其重要参数进行凭借的依据，更是推动新能源电力系统实践工作顺利展开的客观基础。新能源电源空间尺度所具备的各种特征（包括分散性、随机波动性等），导致其运行系统，也带有明显的随机性以及不稳定性等特征。电源、电网和负荷的响应，是建立新能源电力系统时空多尺度动力学特性的理论依据，在此原理下，要想实现新能源电力系统完美、高效输出，则必须平衡好电源和电网之间的关系，促使多个新能源电力系统之间，能够达到彼此平衡与彼此互补的状态。因此，新能源电力系统构建，需要把新能源电力系统的不确定性度量与建模理论建立放在首要位置，依据其动力学特性深入研究规模化新能源电源与电网之间的相互作用机制，从而为提高新能源电力系统的安全性和高效性奠定理论根基。

（二）多元化新能源电力系统间的互补与协同调控问题

虽然新能源电力系统具有电源多元化、负荷多类型等特征，但仍然没有摆脱传统电力系统中存在的电力输送延迟性问题。两者之间的运行机制虽有不同，但也存在一些相似之处。因此，在构建独立的新能源电力系统平衡互补机制的过程中，我们可以客观性借鉴传统能源电力系统的工作实践经验，即：依靠不同电力系统机制之间的相互作用以及客观性的合作制约结构，完成输电任务，从而为新能源电力系统调控目标的实现，提供有力的支持。而为了促进大规模新能源电力得到安全、高效的利用，我们需要采取措施，进一步对电网结构进行优化，使各局部电源与新能源电力系统的要求保持一致。制定多元互补方案，为实现对新能源的高效利用以及对新能源储存量的有效控制，奠定良好基础。此外，完善新能源电力系统所使用的输电方式，实现创新转变，通过增强电网的输电能力，促进资源得到优化配置。

（三）新能源电力系统的保障机制及防御策略

新能源电力系统在发电工作过程中，常常会涉及到风能、太阳能等新型能源的使用问题，这些形式的能源大多集中分布在人口稀疏的偏僻地方，其获取装置容易出现系统瘫痪或者其他故障。基于此，在新能源电力系统生产工作过程中，需要我们重视对其生产装置的和系统运行安全性的日常维护，定期组织对其关键组件和运行状态的检查活动，及时发现和排除其技术故障，完善设备保障环节。其次，要加快构建新能源电力系统特有的质量安全控制与保障机制，以科学、合理的保障机制，规范安全控制环节。此外，先进的能源发电技术，在提高新能源的利用效率、保障电网运行的安全性等方面，也发挥着重要作用，所以我们应注重对先进的新能源技术的开发和使用。最后，科学解决新能源电力系统运行过程中的能源消纳问题和存储问题，采用就地消纳的方式，提高电网的消纳能力，并强化对新能源电力系统稳定性的保障；促进能源储存技术的创新发展，以解决电力系统运行中存在的平抑问题，即：增强对电力系统安全的控制能力，防止电网干扰情况下发生故障。

结束语

大规模新能源电力系统的建立，使得我国的电力系统实现了创新发展。但新能源电力系统的稳定性及输出效率不足等问题，导致其难以发挥更大的实用价值，也难以彻底取代传统能源系统。因此，必须加快建设智能化电力系统，优化新能源电力生产、传输、安全控制以及系统设备的维护等环节，建立规范、科学的保障机制，提高多元化新能源电力系统间的互补与协同调控能力，从而有效促进大规模新能源电力系统得到安全、高效利用。