(南京工程学院)
摘要：安全高效地利用大规模新能源发电是智能电网建设的核心内容和基本目标。分析了新能源大规模开发利用对电力系统的影响，提出了新能源电力系统的概念和基本特征：分析了当前新能源电力系统面临的主要现实和瓶颈问题：电源响应。响应和负荷响应的整体解决方案：在此基础上，提取了中国新能源动力系统需要解决的三个基本问题，即新能源动力系统的多尺度动态特性和建模理论，以及新能源动力系统动力机制与协同调节理论、新能源动力设备及系统故障演化机理及安全防御策略。
关键词：新能源；输配电；电力系统
0引言：
目前面临着化石能源枯竭，传统能源开发利用，新能源大规模开发利用，环境污染和气候变化等能源供应和能源安全等共性问题。减少能源消耗，减少环境污染和应对气候变化已成为世界各国的共识。中国经济和社会的持续发展将导致电力需求持续增长。因此，新能源的开发利用，节能减排和智能电网发展已成为中国能源发展的重要战略。风能和太阳能等可再生能源是大规模开发最有前途的新能源。在过去10年中，中国的风电和太阳能发电装置分别增加了47倍和21倍。2011年，风电年装机容量增加到1760.3万吨和900千瓦，总装机容量623.64万和200千瓦，居世界第一。预计到2020年，中国风电装机容量将达到至少1.5亿千瓦，太阳能装机容量将达到2000万千瓦。从2030年到2050年，按照1.5千瓦的人均发电机组，国家动力组装机的产能将达到20亿4000万千瓦，其中风电和太阳能的等效装机容量为7.2亿千瓦，约30万千瓦。因此，新能源的未来将从补充能源发展到替代能源。
1：新能源的基本特征
电力系统是一种电能生产和消费系统，由发电，输电，配电和用电组成。电力系统的功能是通过发电装置将自然-二次能量转换为电能，然后通过传输系统向用户供电。电力系统的基本特征是确保供需平衡。由于电力难以存储，电力系统通常依赖于中长期负荷预测和规划，短期负荷预测和优化调度，超短期负荷预测和自动发电控制来控制供电方，所以以确保电力供需平衡。当系统实时运行时，当发电侧控制不能保证电网的稳定性时，采用负荷去除的方法来保持电网的稳定运行。
对于传统的发电过程，如火电，水电和核电，很难大规模储存电力，但可以储存一次能源，因此电能输出是可控的。新能源发电与以风能和太阳能为代表的传统发电之间的本质区别在于，无法存储一次能源，即风能和太阳能，而且输出功率只能是在一个能源的约束下进行控制。风能和太阳能的随机波动决定了风能和太阳能发电的随机波动性。当大规模新能源连接到电网时，电力系统需要在随机波动负荷需求和随机波动功率之间平衡供需，这将使电力系统结构和运行控制。已经发生了根本性的变化，形成了新一代的电力系统，即新能源和电力系统。新能源电力系统不仅包括传统电源，还包括新能源。新能源电力系统的基本特点是必须具备响应负荷侧和电力随机波动的能力，以保证电力供需平衡和电力稳定运行。
2：新能源电力系统解决方案
当电力系统中风能，太阳能等新能源较大时，片面追求大容量新能源输电将增加系统运行控制的难度和安全稳定运行的风险。因此，通过考虑原位消除新能源和远离电力系统外部的距离来改善新能源是有益的。功耗容量。
如果大容量储能技术能够取得突破，就可以从根本上解决大规模新能源降低功率的问题。在系统干扰的情况下，能量存储装置可以用作电网的热备用以瞬时吸收或释放能量，从而可以调节系统中的调节装置以避免系统的不稳定。
据统计，在省级网络中，5％的新能源和电力可以淘汰到位，通过高容量和大容量存储技术的结合，可以将比例提高到10％甚至更高。为了最大限度地发挥储能功能，有必要建立一个能够反映储能装置动态过程的精确模型，通过研究单元水平模型和能量储存装置的能量预测算法来提高能量储存装置的能量预测算法。能量存储装置的系统级，可用于协调能量存储系统的使用，具有快速响应特性和大容量存储特殊。此外，基于能量存储，新能源和传统电源等各种电源的互补规律，还可以开发出基于多重互补，可调负载和储能的解决方案。
3：新能源安全防御策略
新能源电力设备区域分布分散，运行环境恶劣，系统结构复杂，运行条件多变，导致设备故障率增加，系统安全问题更加突出。为构建新能源电力系统的安全防御策略，有必要研究新能源电力设备的故障演变机制和系统故障特征，建立新能源电力设备安全评估模型和系统理论。安全评估。它提高了系统的可靠性，并开发了基于多广域响应的自适应保护和安全控制。从理论上讲，它为新能源电力系统安全防御奠定了基础。
为了揭示新能源电力设备和系统的故障机理和演化规律，有必要通过实验分析确定故障特征的特征参数，然后分析设备性能的恶化和故障演变过程。确定了故障的机理和演化机理，建立了新能源电力设备的特征参数和量化。给出了新能源电力设备的指标体系，故障评估模型和寿命预测模型。在此基础上，提出了一种基于设备安全评估分类模型的新型能源电力系统安全评估理论方法，揭示了系统故障特征与系统模型，参数，运行水平和干扰之间的关系。提出了新能源电力系统的自适应保护和安全控制策略，并提出了系统。安全防御从传统的故障控制转变为实时状态表示，评估，预警，保护和安全控制系统，以确保新能源电力系统的安全稳定运行。
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