智能电网的发展对大电网可靠性评估初探

窦玉芳

摘要：智能电网的发展涉及到电力系统，它有自愈、坚强、互动、优质、经济、兼容、协调等多方面的优势，也和大量的新型发输电设备有联系。它的发展不仅是人民的需要，而且也是时代发展的需求。本文重点论述智能电网的发展对大电网可靠性的影响。

关键词：智能电网 大电网 可靠性

电力行业作为社会基础产业，是国家发展的命脉产业之一。电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关，同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关。

随着时代的飞速发展，传统电网已经不能满足人们生产和生活的需求，并且在全球能源紧缺的时代，传统电网消耗的能源巨大，也不利于“节能减排”的宗旨。所以智能电网的引入就应运而生了，在当今，智能电网的发展是必然的，它也是电力系统发展的新方向。

1 智能电网的特点

智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，其主要特征包括自愈、激励、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

2 对大电网可靠性的影响因素

发电、输电设备很多被包含在智能电网中，比如：新型能源发电、输电设备中安装了大量新型电力电子元件，并且运用了超高压和柔性直流输电技术。将智能电网新技术运用到发输电组合系统发展中，包括以风力发电为主导的新能源发电技术和以直流输电系统为主的大容量远距离低损耗送电技术两方面。接下来详细解说风力发电和直流输电技术对大电网可靠性的影响。

2.1 风电并网对其的影响

随着全球能源安全和环境保护问题的日益突出，风电作为技术成熟、绿色环保的新能源，在全球范围内得到迅猛发展。并且随着风力发电机组向大型化和电网友好型发展，全功率变流器已经成为影响金风直驱永磁机组低电压穿越和成本效益的核心系统之一。

对于风电并网对大电网的影响因素有以下几点：

①风速对其的影响。因为风电的发电功率受到风速的影响，使其发电量不稳定。因此输出功率不是恒定值，风速变动大的时候会使其输出有功功率波动，进而导致电网内的有功变化而有功会影响电网频率。故如果一个地区的风电所占份额过大，某一时刻有功频率变动过大将会导致频率崩溃，使得整个电网瘫痪。

②风机接入量。风能是一种不稳定能源，风机的输出功率会随着风力大小而变化，这导致风机实际输出容量不稳定，有时会小于额定输出容量，若用风机代替常规机组，发电系统的稳定性会降低。若在常规机组的基础上加入风机，会促进发电系统的稳定性。对于风机的不稳定性，它并网的数量越多，对大电网的可靠性影响就越大，所以需要对风机数量进行控制，合理的运用这种新型能源。

③天气变化对其影响。风力发电虽然绿色环保，但是限制因素有很多，比如天气和季节的变化。据调查，我国春季最适合风力发电，此时的风力较大且负荷较轻，可以提高风力并网的比例。而在雷雨、冻雨或其他恶劣天气条件下，风中负荷较大，对风电机组的损害程度较大，需要降低风力并网的比例。

2.2 直流输电技术对其影响

直流输电是指送端系统的正弦交流电在送端换流站升压整流后通过直流线路传输到受端换流站，受端换流站将直流逆变成正弦工频交流后降压和受端系统相连。

智能电网想要取代传统电网就要实现电能的远距离传输，而远距离传输的损耗也是需要考虑的问题。直流输电中的换流站是导致直流输电系统单机停运的主要原因，当直流系统换流站发生故障时，电网的无功功率就会产生不平衡状态，引发电压稳定问题。

2.3 UPFC设备对大电网的影响

柔性交流输电系统（FACTS）是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。柔性交流输电系统能够增强交流电网的稳定性并降低电力传输的成本。该技术通过为电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率。随着该技术的发展，现在越来越多的电力系统中包含了FACTS设备。不过因为FACTS设备比较昂贵，所以要选取恰当的安装地点，现在全球范围内都在研究FACTS元件配置在不同地点、不同容量时对电网可靠性的影响。

而统一潮流控制器（UPFC）是一种功能最强大、特性最优越的新一代柔性交流输电装置，也是迄今为止通用性最好的FACTS装置，综合了FACTS元件的多种灵活控制手段，包括了电压调节、串联补偿和移相等所有能力，它可以同时且非常快速的独立控制输电线路中有功功率和无功功率。研究表明，UPFC设备在负荷中心之间的输电线上工作时，随着UPFC容量的增加，电网的可靠性也随之增加。除此之外，随着发电量和负荷需求的增加，输电系统的负担日益加重，这更体现了UPFC对电网可靠性的帮助。

3 结束语

智能电网是实施新能源战略的重要平台，智能电网的发展对于电力系统的发展有极大的推进作用，研究其对大电网的影响因素是时代发展的需求。

参考文献：

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[3]余贻鑫，栾文鹏.智能电网述评[J].中国电机工程学报，2009（34）.endprint