如何保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性?新能源電力系統(tǒng)有哪些特征?

電力系統(tǒng)是現(xiàn)代生活最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，如果缺少電力系統(tǒng)或者電力系統(tǒng)性能太差，將會(huì)嚴(yán)重影響基本生活。為增進(jìn)大家對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文將探討如何保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并介紹新能源電力系統(tǒng)的特征。如果你對(duì)電力系統(tǒng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

(一)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制

電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，經(jīng)受干擾而不發(fā)生非同步運(yùn)行、頻率崩潰和電壓崩潰的能力。這種抗干擾的能力是電力系統(tǒng)保證正常運(yùn)行必須具備的。從狹義的觀點(diǎn)看，電力系統(tǒng)穩(wěn)定單指不發(fā)生非同步運(yùn)行，不管電力系統(tǒng)中聯(lián)接多少臺(tái)發(fā)電機(jī)，聯(lián)網(wǎng)地域有多大(全省、跨省區(qū)、跨國(guó)家)，都要求在經(jīng)受干擾時(shí)所有交流同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行。從廣義的觀點(diǎn)看，電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究的范圍還包括電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞后，電力系統(tǒng)進(jìn)入非同步運(yùn)行狀態(tài)，而后在滿足一定條件下再同步成功，又恢復(fù)同步運(yùn)行的全過(guò)程，電力系統(tǒng)的這種能力稱為綜合穩(wěn)定。為了便于應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算工具進(jìn)行電力系統(tǒng)的計(jì)算分析，和在實(shí)際運(yùn)行中更確切地檢驗(yàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的水平并采取提高穩(wěn)定的措施，把電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為靜態(tài)穩(wěn)定，暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定三類。

(二)提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施

①用快速保護(hù)和快速斷路器把故障切除時(shí)間減少到0.1～0.15秒之內(nèi);

②將故障限制在故障區(qū)段內(nèi);

③用自動(dòng)重合閘盡快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);

④自動(dòng)切除水輪發(fā)電機(jī)組和快速關(guān)上汽輪機(jī)的汽門，以減少加速能量;

⑤采用線路故障聯(lián)動(dòng)切機(jī)或切除其他線路，以防止連鎖反應(yīng)而擴(kuò)大事故;

⑥采用電氣制動(dòng)和控制補(bǔ)償設(shè)備;

⑦控制負(fù)荷功率(如煉鋁廠)，切除部分負(fù)荷，以及控制直流線路的功率等。

(三)提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的措施

①對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理的系統(tǒng)，應(yīng)增加線路回路數(shù)，發(fā)電機(jī)接入高壓主網(wǎng)以增強(qiáng)系統(tǒng)聯(lián)系;

②對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一定的情況下，合理配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，改善大型發(fā)電機(jī)快速勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)和特性;

③控制直流線路的功率，以提高并列運(yùn)行的交流線路的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性等。

二、新能源電力系統(tǒng)特征

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)以煤炭、石油、天然氣、水能等傳統(tǒng)能源作為一次能源，由于其可儲(chǔ)存的特性以及穩(wěn)定可靠的發(fā)電技術(shù)，使得電力系統(tǒng)供應(yīng)側(cè)可控可調(diào)。隨著可再生能源發(fā)電的大規(guī)模接入，風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源作為一次能源具有的不可儲(chǔ)存及波動(dòng)特性，使得風(fēng)電等可再生能源發(fā)電出力具有較大的不確定性，電力系統(tǒng)供應(yīng)側(cè)可調(diào)控性降低，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的供需雙側(cè)隨機(jī)性。新能源電力系統(tǒng)就是通過(guò)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式的根本性變革，使電力系統(tǒng)更夠承受供需雙側(cè)不確定性對(duì)系統(tǒng)的沖擊，保證可再生能源的安全高效利用。

新能源電力系統(tǒng)的主要特征有兩點(diǎn)：

第一，高可再生能源利用比例。高滲透率的可再生能源電力是新能源電力系統(tǒng)的重要特征。由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源較低的能量密度以及我國(guó)可再生能源資源主要集中在“三北”地區(qū)的分布格局，未來(lái)我國(guó)的新能源電力系統(tǒng)應(yīng)該是集中式與分布式可再生電源、遠(yuǎn)距離大電網(wǎng)輸送與區(qū)域微網(wǎng)就地消納相結(jié)合的形式，從而保證系統(tǒng)能夠最大限度地利用可再生能源電力。

第二，供應(yīng)側(cè)的橫向多能源互補(bǔ)，系統(tǒng)縱向源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)。安全高效利用可再生能源是新能源電力系統(tǒng)的重要目標(biāo)。在供應(yīng)側(cè)，一方面，利用可再生能源發(fā)電精確預(yù)測(cè)技術(shù)、新型可再生能源發(fā)電設(shè)備及控制技術(shù)，最大程度上做到對(duì)風(fēng)電等可再生能源發(fā)電出力的可調(diào)可控;另一方面，通過(guò)可再生能源與傳統(tǒng)水火電、抽水蓄能電站之間，不同可再生能源之間，集中式與分布式可再生能源之間的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)多類型能源電力互補(bǔ)，使得供應(yīng)側(cè)整體呈現(xiàn)出穩(wěn)定的出力特性，減小可再生能源發(fā)電出力波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊。在輸配環(huán)節(jié)，新型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的輸配電方式、控制和安全防御系統(tǒng)及儲(chǔ)能設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用，使得電網(wǎng)對(duì)可再生能源擁有足夠的接納能力，最大限度地避免物理通道對(duì)電力資源優(yōu)化配置的影響。在需求側(cè)，一方面，通過(guò)AMI及先進(jìn)的通信系統(tǒng)，使用戶能夠?qū)崟r(shí)掌握自身用電情況與不同層級(jí)的系統(tǒng)運(yùn)行情況，根據(jù)價(jià)格響應(yīng)信號(hào)，調(diào)整自身的用電行為;另一方面，通過(guò)先進(jìn)的控制技術(shù)，能夠?qū)τ脩舻慕K端用電器做到精確計(jì)量與控制，最大程度的利用需求側(cè)“暗儲(chǔ)能”潛力。

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