主题：【原创】闲聊智能电网 -- 乃力

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西西河真是好，上周我起了个头讨论智能电网，很快就得到了很多有意义的信息和知识。这些讨论对我有很大的帮助，非常感谢所有参与讨论的朋友。

前面主要讨论了智能电网和新能源的结合。考虑到新能源的种种问题，二者结合的需求似乎是迫在眉睫的，研究工作也确实是遍地开花。但是，在实际系统中，总是给人雷声大雨点小的感觉 （当然，也可能是我孤陋寡闻）。为什么呢？是电力系统内的人反应迟钝吗？应该不是，要不然那些研究经费哪里来的？我分析，主要还是因为，现在还没出事，大家没有着力点。电力系统就是这样，重大的进步往往是发生在重大事故之后。以前的几个帖子里讲过几次大的电网事故，每次都推动了电力系统科研和应用水平的提高。电力市场也是一样，2000年加州电力危机，引发了一系列电力市场结构的调整。那么，下一次划时代的电力系统事故什么时候发生呢？

这些未来的事，我们暂且不去多想。既然电力系统没有新鲜事，把电力系统现在已经知道的问题解决好，也算是未雨绸缪吧。电力系统的技术发展，有向两极集中的趋势。一方面是超高压、特高压技术，强化现有骨干网，也就是强化现有的以集中发电、远距离输电为主的电力系统运行模式。另一方面，是分布式发电、负荷侧管理，减少对远方电源的依赖，有弱化骨干网作用的企图。中间的环节，跟配电和用户侧比算是高压侧，跟超特高压比算低压，姥姥不疼舅舅不爱，唯一还算件事儿的，大概就是无功支持和优化了。不过，既然现在要搞智能电网，那就应该各个环节都算上，一个都不能少。从电力系统运行角度来看，一般还是以配电为界，分成截然不同的两块儿。现在搞智能电网，自然也就是花开两朵，各表一枝。先把配电以下的部分按下不表。

实际上，对新能源最大的两个担心，一个是稳态时因为风或太阳能的波动引起的功率平衡问题；另一个是暂态时的稳定问题。

功率平衡问题又有两小类，一类是因为短时预测偏差导致的某个时刻（实际上是最小的调度间隔内）的不平衡，一类是风或太阳能自然波动导致某一较长时段（几十分钟到几小时）的系统能量转移。前者一般寄希望于系统的自动发电控制能力。后者因为时间长，来得及进行机组组合和经济调度，但还是取决于系统内机组的爬坡能力。

稳定问题也主要有两小类，一是因为新能源（风能和光伏电池）没有机械惯性，系统在暂态时的功角响应会和以往有很大不同，是好是坏取决于新能源和故障点的相对位置。另一个暂态电压问题，主要因为风能和光伏电池无功能力不足，暂态电压崩溃的危险增加。

不管是功率平衡问题，还是角度失稳问题，还是电压失稳问题，都是电力系统中一直存在的问题。如果能借智能电网的东风，把解决这些现有问题的技术手段升级，大家都号称智能电网也未尝不可。先不管智能电网是个什么形状的筐，实实在在地往里面装一些有用的东西，就不用担心被忽悠了。而这些技术升级，也会为将来的大规模新能源接入做一个很好的铺垫。

前面提到的这些技术中，自动发电控制和经济调度，无论是软件还是硬件都已经比较成熟了，不知道现在中国电力系统的实用化做得如何，以前是不怎么样。如果这一步实用化很好了，在现有调度技术提高空间不大的情况下，不妨开始进行电能存储并网运行的试验。兵分两路。一路作为独立电源接入系统，实际上就是一个抽水蓄能电站。主要检验的是调度自动化系统是否能够正确合理地控制和调度这些电能存储设备，如果不能，就想办法完善软件功能。这方面的技术和算法都很成熟了，主要还是实用化和规则的问题。另一路，找若干小风场，安装一些电能存储设施，试验风能和电能存储的联动，把风的不稳定性消灭在电网接入点之前。这一路主要试验的是这种联动的控制策略，以及风电额定功率、功率系数、和存储容量之间的关系。类似的技术，将来也可以用在负荷侧电能存储。

如果前面这些只能是勉强算做智能电网的话，下面要说的提高系统稳定性的技术就有更加鲜明的智能电网色彩了。

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