太阳能光伏发电是利用光伏电池半导体材料的光生伏特效应,将太阳光子辐射能转换为电能,再通过电力电子设备(如DC-DC变换器、逆变器等),将电能变换成可以直接利用的直流电或者交流电。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。
智能电网就是电网的智能化(智电电力),也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备 技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和 包括用户、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。以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
目的:
它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current Transmission,VSC-HVDC)技术由加拿大McGill大学的Boon-Teck Ooi等人于1990年提出,是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术,该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。
战略意义:
柔性直流输电是构建智能电网的重要装备,与传统方式相比,柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势,是改变大电网发展格局的战略选择。
柔性直流输电还将面临如何实现高电压、大功率、架空线使用、混合结构直流输电等方面的挑战。南网将通过进一步的研究和试点,使该技术在大规模风电场接入系统、实现区域联网提高供电可靠性、缓解负荷密集地区电网运行压力等更多领域得到应用。
为充分开发利用分布式能源,解决分布式发电系统大规模安全、稳定地并网运行,将控制方法加入到智能电网中是行之有效的方法,同时也是下一步智能电网的发展方向。能源互联系统在此思想上应运而生。
研究内容包括:
1、新能源并网控制:
①并网控制:提出了通用的新能源网络控制方法,使多种可再生能源的接入和并网控制成为可能;
②能源优化:负荷的可靠供电,协调功率流动,对分布式能源,储能和负荷智能优化;
③并网标准:完善适合我国国情的新能源发电并网标准,为新能源发电入网检测提供准则与依据;
2、开放式网架:
①网络互联:多形式新能源微电网网络化控制,多种网架接口和结构互联,电网,互联网,物联网多种网络结构融合;
②高度智能:自动化运行,自动预判,辨识大多数故障和风险,拥有故障检测和自愈功能;
③开放互动:用户与用电设备广泛交互,用户与电网双向互动,电网与微电网能源双向流动;
3、一体化网络控制:
①能量管理:整个能源互联系统的协调控制核心,是太阳能等可再生能源有效利用,系统实现安全可靠、高效经济运行的重要保障。对系统进行能量管理与网络控制的基础就是保持系统中功率的供需平衡,即系统中的供能单元,储能单元及负载耗能间的平衡。
②优化调度:根据系统内分布式电源享受的优先调度权分级、负荷分级以及不同的能量调度策略,确定相应的优化调度模型,采用有效的算法求解未来不同调度周期的最优运行计划,包括对系统内可调度型单元的出力计划、储能单元的调度计划和负载的实时调度计划。
分布式电源:分布式直流电源装置是指功率为数千瓦至50 MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有,用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电,节省输变电投资、提高供电可靠性等等。
微电网(Micro-Grid)也译为微网:一种新型网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过静态开关关联至常规电网。 开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,使传统电网向智能电网过渡。