新型電力系統概念的提出:
1、新型電力系統內涵:
2021年8月3日,《人民日報》發表《加快構建新型電力系統》一文,提出構建以新能源為主體的新型電力系統,需要在電能的產、送、用全鏈條加大投入力度。
從電源側看,為了解決新能源裝機帶來的隨機性、波動性問題,必須加快推動儲能項目建設;從電網側看,保障供電可靠、運行安全,需要大幅提升電力系統調峰、調頻和調壓等能力,需要配置相關技術設備;
國家能源局
關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見
首臺(套)重大技術裝備應用示范扶持計劃
(二十一)加大支持力度。國家明確的各類能源數字化智能化示范項目,各級能源主管部門要加大支持力度,優先納入相關規 劃。將能源數字化智能化創新應用示范相關技術裝備優先納入能源領域首臺(套)重大技術裝備支持范圍,享受相關優惠和支持政 策,并在行業評優評獎方面予以傾斜。
從用戶側看,政府鼓勵用戶儲能的多元化發展,需要分散式儲能設施與技術。長遠來看,這是推動電力行業高質量發展、實現碳達峰、碳中和目標的必要之舉。
2、傳統電力系統數字化轉型
1)、源結構由可控連續出力的煤電裝機占主導,向強不確定性、弱可控性出力的新能源發電裝機占主導轉變。
2)、負荷特性由傳統的剛性,純消費性向柔性、生產與消費兼具型改變。
3)、電網形態方面,傳統電力系統是單向逐級輸電為主,新型的包括交直流混聯大電網、微電網、局部直流電網和可調節負荷的能源互聯網。
4)、運行特性的轉變,傳統電網是由“源隨荷動”的實時平衡模式,大電網一體化控制模式。新型電力系統是向“源網荷儲”協同互動的非完全實時平衡模式,大電網與微電網協同控制模式轉變。
一、新型電力系統智能電子裝備
主要包括
智能電網控制器、智能電能表、智能開關、智能變壓器等,以實現電力系統的智能化、自動化和現代化。
具體功能如下:
1.智能電網控制器:
集成變壓器分接開關、負荷管理、電網容量調控以及數據采集、通信等多種功能,可實現電網的動態調節和管理。
2.智能電能表:
采用數字信號處理技術,實現精準計量和多項功能,如電量統計、遠程抄表、電價管理等,為電力企業提供更加精準的數據支持和智能化服務。
3.智能開關:
利用集成電路、通信技術和傳感器等技術手段,實現開關分合時的智能邏輯判斷,提高開關自動化程度和運行可靠性。
4.智能變壓器:
采用數字化控制技術和傳感器監測技術,可實現變壓器容量調節、溫度監測、故障診斷等多項功能,提高電力設備的智能化和運行效率。
5、并網換流器
并網換流器是一種用于將交流電能轉化為直流電能的電力裝置,通常用于將電網交流電轉化為適合直流電負載使用的電能。在可再生能源發電中,太陽能和風能發電系統產生的電能大多為交流電,需要通過并網換流器將其轉化為直流電,以便供給直流電負載或與電池儲能系統連接。同時,由于電網中的電能也為交流電,因此并網換流器也可以將電池儲能系統中的直流電能通過逆變器轉化為交流電能向電網輸送,實現與電網的互聯互通。并網換流器通常具有高可靠性、高效率和智能化控制等特點,
6、并網逆變器
并網逆變器是一種電能轉換器,將直流(DC)電能轉換為交流(AC)電能,用于將太陽能、風能等可再生能源的直流電能轉換為與公共電網電壓、頻率等參數相匹配的交流電能,并輸入到公共電網中,實現發電系統與公共電網的互聯互通。并網逆變器的主要作用是保證發電系統向公共電網輸送的電能質量滿足國家電網標準,防止反流電流,保障發電系統安全和穩定運行。
7、自動隔離變壓器
隔離變壓器是一種用于電氣隔離和變換電壓的電力設備,用于隔離電網和對內部負載供電的電源。隔離變壓器工作原理是通過電氣絕緣材料將原始電路和輸出電路隔離開來,同時變換輸入電路電壓并輸出到輸出電路。隔離變壓器可以使輸出電路和輸入電路獨立地接地,因此可以保護設備和人員免受電擊和觸電等危險。此外,隔離變壓器還可以對輸入電路和輸出電路之間的電壓進行升降變換,以適應不同負載的要求。在實際應用中,隔離變壓器被廣泛用于電力系統、電信系統、計算機設備、醫療設備等領域,以提供電氣隔離和電壓調節功能。
綜上所述,新型電力系統智能電子裝備的引入,可有效提高電力系統的智能化、自動化和現代化水平。
二、電子智能裝備工作原理
1、智能逆變器工作原理
并網逆變器的工作原理如下:
(1)直流輸入:太陽能電池板或風力發電機等可再生能源通過直流電纜輸入到并網逆變器中。
(2)交流輸出:并網逆變器將輸入的直流電能轉換為符合公共電網標準的交流電能,并輸入到公共電網中。
(3)智能控制:并網逆變器內置微處理器等智能控制電路,可以監測、調節和控制輸出電壓、輸出電流、頻率等參數,實現最佳的電網適應性,并確保輸送給公共電網的電能符合電力系統的規范和標準。
(4)低諧波:并網逆變器的輸出電流具有低諧波特性,可以減少輸出電流產生的諧波波形對電網質量的影響,確保輸送給公共電網的電能穩定、安全。
(5)防反流電流:并網逆變器還具有防反流電流功能,可以有效防止系統故障或停電情況下,發電系統的電能朝反方向流入公共電網,保障發電系統的穩定運行和公共電網的安全穩定。
2、智能并網換流器
是一種用于電力系統中的設備,用于連接兩個或多個電力系統。它可以將電力系統中的不同頻率和電壓轉換為相同的頻率和電壓,以便將它們連接在一起。智能并網換流器還可以監測電力系統中的各種參數,例如電流、電壓、功率因素和頻率,并根據需要進行調整。它還可以通過網絡連接到其他設備,例如發電機、逆變器和電池儲能設備,以實現更好的能源管理和優化。
智能換流器是一種電力電子設備,用于將交流電轉換為直流電或將直流電轉換為交流電。其主要工作原理是通過控制半導體開關的開關狀態來改變電路中的電壓和電流,從而實現電能的轉換。
智能換流器通常由多個IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)組成,每個IGBT都可以控制電路中的電流和電壓。智能換流器的輸出電壓和電流可以通過改變IGBT的開關狀態來控制,從而實現電能的轉換。智能換流器的控制系統通常由一個微處理器或數字信號處理器組成,用于監測和控制IGBT的開關狀態。該系統可以根據需要動態地調整電壓和電流,從而實現高效、可靠和精確的電能轉換。智能換流器的應用范圍非常廣泛,包括工業自動化、電力傳輸和分配、可再生能源發電等領域。它能夠提高電能的利用效率,降低能源消耗和環境污染,是一種非常重要的電力電子設備。
3、發電機并網四個條件
1). 發電機的頻率與系統頻率相同。
2). 發電機出口電壓與系統電壓相同,其最大誤差應在5%以內。
3). 發電機相序與系統相序相同。
4).發電機電壓相位與系統電壓相位一致。
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