竇玉芳

摘要：智能電網(wǎng)的發(fā)展涉及到電力系統(tǒng)，它有自愈、堅強、互動、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、兼容、協(xié)調(diào)等多方面的優(yōu)勢，也和大量的新型發(fā)輸電設備有聯(lián)系。它的發(fā)展不僅是人民的需要，而且也是時代發(fā)展的需求。本文重點論述智能電網(wǎng)的發(fā)展對大電網(wǎng)可靠性的影響。

關鍵詞：智能電網(wǎng) 大電網(wǎng) 可靠性

電力行業(yè)作為社會基礎產(chǎn)業(yè)，是國家發(fā)展的命脈產(chǎn)業(yè)之一。電網(wǎng)建設與國家能源資源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)布局、經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃和相關政策密切相關，同時也與本國的能源資源條件、能源資源輸入可能性以及國家能源戰(zhàn)略安全等密切相關。

隨著時代的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足人們生產(chǎn)和生活的需求，并且在全球能源緊缺的時代，傳統(tǒng)電網(wǎng)消耗的能源巨大，也不利于“節(jié)能減排”的宗旨。所以智能電網(wǎng)的引入就應運而生了，在當今，智能電網(wǎng)的發(fā)展是必然的，它也是電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向。

1 智能電網(wǎng)的特點

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，其主要特征包括自愈、激勵、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。

2 對大電網(wǎng)可靠性的影響因素

發(fā)電、輸電設備很多被包含在智能電網(wǎng)中，比如：新型能源發(fā)電、輸電設備中安裝了大量新型電力電子元件，并且運用了超高壓和柔性直流輸電技術。將智能電網(wǎng)新技術運用到發(fā)輸電組合系統(tǒng)發(fā)展中，包括以風力發(fā)電為主導的新能源發(fā)電技術和以直流輸電系統(tǒng)為主的大容量遠距離低損耗送電技術兩方面。接下來詳細解說風力發(fā)電和直流輸電技術對大電網(wǎng)可靠性的影響。

2.1 風電并網(wǎng)對其的影響

隨著全球能源安全和環(huán)境保護問題的日益突出，風電作為技術成熟、綠色環(huán)保的新能源，在全球范圍內(nèi)得到迅猛發(fā)展。并且隨著風力發(fā)電機組向大型化和電網(wǎng)友好型發(fā)展，全功率變流器已經(jīng)成為影響金風直驅(qū)永磁機組低電壓穿越和成本效益的核心系統(tǒng)之一。

對于風電并網(wǎng)對大電網(wǎng)的影響因素有以下幾點：

①風速對其的影響。因為風電的發(fā)電功率受到風速的影響，使其發(fā)電量不穩(wěn)定。因此輸出功率不是恒定值，風速變動大的時候會使其輸出有功功率波動，進而導致電網(wǎng)內(nèi)的有功變化而有功會影響電網(wǎng)頻率。故如果一個地區(qū)的風電所占份額過大，某一時刻有功頻率變動過大將會導致頻率崩潰，使得整個電網(wǎng)癱瘓。

②風機接入量。風能是一種不穩(wěn)定能源，風機的輸出功率會隨著風力大小而變化，這導致風機實際輸出容量不穩(wěn)定，有時會小于額定輸出容量，若用風機代替常規(guī)機組，發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性會降低。若在常規(guī)機組的基礎上加入風機，會促進發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于風機的不穩(wěn)定性，它并網(wǎng)的數(shù)量越多，對大電網(wǎng)的可靠性影響就越大，所以需要對風機數(shù)量進行控制，合理的運用這種新型能源。

③天氣變化對其影響。風力發(fā)電雖然綠色環(huán)保，但是限制因素有很多，比如天氣和季節(jié)的變化。據(jù)調(diào)查，我國春季最適合風力發(fā)電，此時的風力較大且負荷較輕，可以提高風力并網(wǎng)的比例。而在雷雨、凍雨或其他惡劣天氣條件下，風中負荷較大，對風電機組的損害程度較大，需要降低風力并網(wǎng)的比例。

2.2 直流輸電技術對其影響

直流輸電是指送端系統(tǒng)的正弦交流電在送端換流站升壓整流后通過直流線路傳輸?shù)绞芏藫Q流站，受端換流站將直流逆變成正弦工頻交流后降壓和受端系統(tǒng)相連。

智能電網(wǎng)想要取代傳統(tǒng)電網(wǎng)就要實現(xiàn)電能的遠距離傳輸，而遠距離傳輸?shù)膿p耗也是需要考慮的問題。直流輸電中的換流站是導致直流輸電系統(tǒng)單機停運的主要原因，當直流系統(tǒng)換流站發(fā)生故障時，電網(wǎng)的無功功率就會產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，引發(fā)電壓穩(wěn)定問題。

2.3 UPFC設備對大電網(wǎng)的影響

柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）是綜合電力電子技術、微處理和微電子技術、通信技術和控制技術而形成的用于靈活快速控制交流輸電的新技術。柔性交流輸電系統(tǒng)能夠增強交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性并降低電力傳輸?shù)某杀?。該技術通過為電網(wǎng)提供感應或無功功率從而提高輸電質(zhì)量和效率。隨著該技術的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的電力系統(tǒng)中包含了FACTS設備。不過因為FACTS設備比較昂貴，所以要選取恰當?shù)陌惭b地點，現(xiàn)在全球范圍內(nèi)都在研究FACTS元件配置在不同地點、不同容量時對電網(wǎng)可靠性的影響。

而統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）是一種功能最強大、特性最優(yōu)越的新一代柔性交流輸電裝置，也是迄今為止通用性最好的FACTS裝置，綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段，包括了電壓調(diào)節(jié)、串聯(lián)補償和移相等所有能力，它可以同時且非?？焖俚莫毩⒖刂戚旊娋€路中有功功率和無功功率。研究表明，UPFC設備在負荷中心之間的輸電線上工作時，隨著UPFC容量的增加，電網(wǎng)的可靠性也隨之增加。除此之外，隨著發(fā)電量和負荷需求的增加，輸電系統(tǒng)的負擔日益加重，這更體現(xiàn)了UPFC對電網(wǎng)可靠性的幫助。

3 結(jié)束語

智能電網(wǎng)是實施新能源戰(zhàn)略的重要平臺，智能電網(wǎng)的發(fā)展對于電力系統(tǒng)的發(fā)展有極大的推進作用，研究其對大電網(wǎng)的影響因素是時代發(fā)展的需求。

參考文獻：

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