本文關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式及關(guān)鍵技術(shù)初探，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式及關(guān)鍵技術(shù)初探

曾鳴，楊雍琦，李源非，曾博，程俊，白學(xué)祥

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2016.03.007

1研究背景　　目前我國(guó)正處在能源行業(yè)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型階段，隨著化石能源的枯竭以及環(huán)境的不斷惡化，傳統(tǒng)的以化石能源為核心的能源生產(chǎn)消費(fèi)體系已經(jīng)難以為繼，因此構(gòu)建以風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源為核心的能源供需體系、引導(dǎo)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，已經(jīng)成為我國(guó)能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。而電力作為二次能源的核心，能夠?qū)⑿履茉崔D(zhuǎn)化成為直接可用能量，因此引導(dǎo)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向著新能源電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)上述能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵途徑，實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)型也是我國(guó)能源革命的重要目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)上述能源革命目標(biāo)的過(guò)程中，能源互聯(lián)網(wǎng)將起到重要作用，其融合、開(kāi)放、智能的特征將能夠在我國(guó)現(xiàn)有能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多能互聯(lián)、協(xié)同調(diào)度，提升能源系統(tǒng)整體效率。2論文針對(duì)的問(wèn)題和研究意義　　目前來(lái)看，有關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力的相關(guān)研究主要集中在物理技術(shù)、信息技術(shù)等方面，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)營(yíng)等方面的探討較少。由于電力是二次能源的核心，具備將風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源以及石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源轉(zhuǎn)化成為可用能量的能力，因此電力系統(tǒng)將是整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的核心，通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)新能源電力系統(tǒng)的完善、發(fā)展將是本文的主要研究目標(biāo)。因此本文將在分析能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)兼容性的基礎(chǔ)上，提出能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式，分析使兩者相互銜接的關(guān)鍵技術(shù)并提出相應(yīng)的政策建議及展望。3論文重點(diǎn)內(nèi)容

　　能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)如圖所示：

圖1  能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

　　在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，能源開(kāi)發(fā)、利用和管理模式都將發(fā)生本質(zhì)變化，能源供應(yīng)體系將呈現(xiàn)分散和集中能源模塊相結(jié)合的形式，在每個(gè)分散能源模塊自平衡、自優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)分散模塊與集中模塊的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，進(jìn)而在能源供應(yīng)端自身以及能源供需雙側(cè)都達(dá)到協(xié)同優(yōu)化，上述思路將是對(duì)新能源電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)思路的一種提升。能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式主要包括：

　　1）分散模塊自平衡與交互協(xié)作模式。分散能源模塊以能源模塊信息能量交互分析技術(shù)為核心，主要包括能源生產(chǎn)與供應(yīng)、能源傳輸、能源利用三個(gè)基本組成部分，是整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)框架的能源供應(yīng)基礎(chǔ)模塊。各個(gè)能源模塊之間緊密相連，各自具備自平衡能力，同時(shí)又具備自身獨(dú)有的特點(diǎn)，因此還應(yīng)當(dāng)在自平衡的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)交互協(xié)作。當(dāng)某個(gè)分散能源模塊無(wú)法實(shí)現(xiàn)自平衡，或者為實(shí)現(xiàn)自平衡而付出較大代價(jià)時(shí)，可在若干個(gè)能源模塊之間進(jìn)行交互協(xié)作、能量互通、互補(bǔ)協(xié)調(diào)，從而降低達(dá)到全局最優(yōu)所需付出的代價(jià)。

　　2）能源供需協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃模式。能源供需協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃模式以廣域能源資源協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)為核心，是針對(duì)目前能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決方案之一，該規(guī)劃模式分為兩個(gè)層面：第一，分散能源模塊層面，在規(guī)劃階段就要求充分考慮分布式發(fā)電及靈活可控發(fā)電資源的選址定容優(yōu)化，為分散模塊內(nèi)部的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。同時(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)與分散式能源供應(yīng)模塊相適應(yīng)的配套設(shè)備，包括微網(wǎng)、儲(chǔ)能設(shè)備等；第二，廣域能源供需層面，對(duì)廣域范圍內(nèi)未來(lái)能源供需發(fā)展情況進(jìn)行定量分析預(yù)測(cè)，以此為依據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)和構(gòu)建能源供應(yīng)模塊、能源輸送模塊。

　　3）廣域能源供需協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行模式。該模式以廣域綜合能源協(xié)同調(diào)度技術(shù)為核心。在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下，集中能源模塊也包括能源供應(yīng)、能源傳輸、能源管理三個(gè)組成部分。能源分散模塊在實(shí)現(xiàn)自平衡的基礎(chǔ)上，，與能源集中模塊中的能源供應(yīng)部分形成協(xié)調(diào)互補(bǔ)，充分發(fā)揮分散模塊可控性強(qiáng)的特點(diǎn)，彌補(bǔ)新能源發(fā)電的間歇性與隨機(jī)性特征，從而降低發(fā)電側(cè)出力的隨機(jī)性，降低新能源電力系統(tǒng)中為新能源發(fā)電提供調(diào)峰的化石能源發(fā)電的數(shù)量，提高新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。

4結(jié)論　　要進(jìn)一步發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)新能源開(kāi)發(fā)利用的促進(jìn)作用，必須在運(yùn)營(yíng)模式上實(shí)現(xiàn)分散能源模塊和集中能源模塊的優(yōu)化協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)廣域?qū)用嫔系母髂茉聪到y(tǒng)協(xié)同互補(bǔ)；在技術(shù)層面上將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入傳統(tǒng)能源行業(yè)，加強(qiáng)能量流與信息流的廣泛交互；在政策層面上盡快完善各項(xiàng)機(jī)制政策，促進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)有序健康發(fā)展。團(tuán)隊(duì)介紹

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曾鳴

　　華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心整合華北電力大學(xué)校內(nèi)外能源領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)科研力量，形成由經(jīng)濟(jì)管理、電氣、能源與動(dòng)力、可再生能源、信息與通信、人文社科等多學(xué)科、跨專業(yè)組成的科研團(tuán)隊(duì)。華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴教授及其科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)化和人才培養(yǎng)方面取得豐富成果，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)揮重要的支撐作用。

　　新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是以華北電力大學(xué)“電力系統(tǒng)保護(hù)與動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，整合學(xué)校其他優(yōu)勢(shì)科技資源而形成的一個(gè)研究實(shí)體，2011年3月由科技部批準(zhǔn)建設(shè)，2014年9月通過(guò)專家驗(yàn)收。實(shí)驗(yàn)室面向我國(guó)規(guī)�；履茉撮_(kāi)發(fā)、利用的重大需求，聚焦新能源電力系統(tǒng)的重大科技問(wèn)題，以多學(xué)科交叉為基礎(chǔ)，開(kāi)展創(chuàng)新性研究，主攻新能源電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)理論，深入研究規(guī)模化風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源電力接入后對(duì)電力系統(tǒng)的影響與交互作用機(jī)理，建立大時(shí)間尺度緊密耦合且具有強(qiáng)隨機(jī)性的復(fù)雜電力系統(tǒng)分析、控制理論與方法的科學(xué)研究體系，為我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展以及新能源戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技支撐。

引文信息

曾鳴, 楊雍琦, 李源非, 等. 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式及關(guān)鍵技術(shù)初探[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2016, 36(3): 681-691.

ZENG Ming, YANG Yongqi, LI Yuanfei, et al. The preliminary research for key operation mode and technologies of electrical power system with renewable energy sources under energy internet [J]. Proceedings of the CSEE, 2016, 36(3): 681-691 (in Chinese)．

聲明

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