能源互联网背景下风力发电关键技术

（九江职业技术学院，江西九江市，332007）王亚飞

当前，如何高效利用分布式电源，引起了国内外学者以及相关工作人员的广泛关注。对分布式能源主要利用方式为在当地条件允许情况下进行存储，并就地使用。而微网则是高效利用分布式能源的一种重要应用方式，为工业用户或者冷热电商业以及移动供电或者海岛供电提供可行性方案。随着分布式电源、分布式储能以及电动汽车等负载逐步接入电网，供配电系统及其格局发生着重大变化，主要表现为微电网和大电网之间呈现相辅相成、共同进步、共同发展的态势。依据当前实际情况，构建以交直流混合运行方式为支撑的多层次环状网络组织，从而建设供需互动的能源互联网是大势所趋。

1 能源互联网概述

1.1 能源互联网定义

可再生能源是能源互联网的主要能量供应来源。在“双碳”目标的要求下，目前，可再生能源以风力发电和太阳能光伏发电为主，但是这些发电方式因其特点，相比传统发电有着高度的不可控性和不确定性。因此，需要有关工作人员合理使用大数据技术进行精准分析，预测发电站负荷波动情况以及发电情况，从而维持整体供电电网供需平衡。

能源互联网应需而生，它综合利用电力电子技术、信息技术、智能管理技术，把大量散乱的分布式能量采集装置、能量存储装置和各类负载互联起来，形成能量可双向流动且对等交换与共享的新型智能电力网络。在合理、广泛、充分利用分布式能源的同时，通过构建实时互动的资源管理平台，建设出具有更强系统性和安全性的能源体系。

1.2 实时调控发电

传统电网主要采用“源随荷动”的配电方式。通过调节电网侧的发电，从而达到维持电网持续、稳定、高效运行目的。但是当接入可再生能源时，因会受到当地气候以及环境影响，要想保证整体平稳安全运行，应实时调控发电侧[1]。①发电侧。根据当前电网调压实际要求，动态调控输出负荷，若是电网、电站处于“断开”状态，则可储存电能，或进行电能转化。从而最大程度提升可再生能源整体利用率，并且实现了多元能源的相互关联；②电网侧。要想进一步提高可再生能源利用率，可在电网正常运行期间通过功率预测系统，调节发电厂站输出功率。可再生能源电厂，主要采用“拔叉式”方式接入电网。同时考虑到气候、季节以及地理环境等因素影响和制约，部分发电站不能实现实时供电。因此，需要部分发电站在有功率输出情况下，接入电网，但是若是没有输出功率，则需要在电网接入端“拔掉电站”。

2 能源互联网主要特点

能源互联网以先进信息平台为框架、以智能化可自我学习的控制为重要方式，将能源生产端、能源传输端、能源消费端的数以亿计的设备、机器、系统连接起来，可以实现供能网络（如供电、供气、供冷/热等网络）的协调互动，使各种资源的配置达到最优化。

能源互联网还可以实时匹配供需信息，整合分散需求，形成能源交易和需求响应。在服务上满足能源供应者和消费者的不同综合化、个性化以及智能化需求，促进形成能源生态圈，有助于人与自然和谐发展。

3 能源互联网背景下风力发电关键技术

3.1 新能源发电技术

新能源不仅包含太阳能、风能以及生物质能等传统意义上的可再生能源，也包括小堆核电、页岩气等新型分散能源。所以基于互联网云平台，新能源发电关键技术不仅涵盖生产、输送、转换、利用可再生能源过程中的相关技术，同时也包含先进储能、大容量远距离输电、新能源发电、微网以及标准化等技术以及运行控制、高效发电以及能源转换等技术。

3.2 先进能源电力电子技术

新进能源电力电子技术主要包含小容量或者大容量、高电压控制技术、低损耗电力电子器件技术以及新型电力电子设备技术等。比如，一种新型半导体材料做成的电力电子器件，其相比于Si半导体器件来说，具有较强耐高温、损耗较低以及反向截止电压较高等特点，随着研发的进一步深入，在今后输配电系统中，可能成为新一代低损耗、高电压以及大功率电子装置主要组成部分。另外，随着新型电力系统下电网波动性增强，为了保障电力系统稳定、高效，对于动态补波补功的新型电力电子设备需求将会显著提升。

同时，在控制技术方面，研发人员一直在不断优化数字信号处理器性能，从而使系统控制整体流程具有较强多样性、合理性以及灵活性[3]。

3.3 先进储能技术

先进储能技术主要包括：电池储能技术、压缩空气储能技术、超级电容器储能技术、氢存储技术、超导储能以及P2G等技术。储能设备从物理角度方面来讲，包括调频辅助服务、大电网调峰设备以及楼宇、家庭以及园区等用户端模块。光伏太阳能发电等可再生能源设备的输出功率，会随着周边环境变化而变化，为确供电整体具有较强可靠性以及持续性，应合理构建储能装置。

电容储能和超导储能可有效改善系统波动频率以及风电输出功率，应基于当地环境合理构建。飞轮储能系统可通过充放电控制，从根本上实现参与控制电网频率以及平滑输出功率。压缩空气储能，在长时间以及大规模电能存储存在优势。

在电力系统正常运行过程中，新型节能材料以及储能技术被广泛应用在发电、输电、配电以及用电各个环节，在互联网背景下，如何进一步完善优化传统电力系统，是有关人员进行深入研究和探讨的重要方向之一。

3.4 远距离大容量输电技术

能源地理分布不均衡，远距离输送电能成为其主要解决途径。其中，特高压输电以其大规模、远距离、高效率的特性在我国已进入快速发展阶段。特高压输电可缓解输送线路损耗、系统不稳定、电流易短路等问题，有效解决能源与负荷分配不匹配，实现能源从就地平衡到大范围配置的根本性转变，是坚强智能电网的重要组成部分。

在智能电网背景下，可以特高压骨干网为基础，合理构建高压直流可再生能源基地，利用当地资源的互补性、灵活性、可靠性以及安全性，构建直流以及交流混合电网。远距离大容量输电技术主要包含：柔性直流输电、可灵活操作多段直流输电、海底电缆、直流电网以及运行控制等技术。直流电网技术与其他技术有着明显不同，其能进一步解决，因能源分布不均匀，从而出现远距离传送问题、新能源消纳问题、广域并网问题。

4 结语

综上所述，新的能源体系需要自主学习型、智慧化“能源互联网”。相关人员应提高对能源互联网重视程度，通过不断创新和发展，构建开放式管理及服务平台，配置合理的交易准则以及技术标准，形成“能源资产市场”，实现能源资产的全生命周期管理，促进其可持续发展。