我國面臨著石油、煤等化石資源能源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的嚴峻形勢，因此，政府制定一系列政策鼓勵發(fā)展核電、風電、太陽能發(fā)電等清潔能源。
在這些清潔能源之中，風能和太陽能發(fā)電在最近幾年達到了空前的發(fā)展，全球風力發(fā)電裝機容量已超過１５０００萬千瓦，我國最近幾年風力發(fā)電均以超過１００％的速度增長，至２００８年底，我國風電的裝機容量突破１０００萬千瓦，２００９年底已突破２０００萬千瓦，２０２０年將預計達到１億千瓦至１．５億千瓦。我國陸上風能資源主要分布在西北、內(nèi)蒙古和東北地區(qū)，而我國的電力負荷中心主要分布在珠江三角洲、長江三角洲和京津唐地區(qū)。為了更好地在全國實施更大范圍的能源資源優(yōu)化配置，我國規(guī)劃在內(nèi)蒙古、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇建設(shè)７個千萬千瓦級風電基地，由于風電無法就地消納，需要依托高電壓等級、大規(guī)模遠距離輸送。
我國雖然是太陽能電池板的生產(chǎn)大國，但其中９８％硅片出口。在發(fā)達國家，光伏產(chǎn)品的８０％用于并網(wǎng)發(fā)電，而我國則相對較少，太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究還處于起步階段，已建成的并網(wǎng)光伏電站大部分為低壓用戶端并網(wǎng)模式，發(fā)電容量相對較小，目前并網(wǎng)光電容量只有幾萬千瓦，沒有參與電網(wǎng)調(diào)度。規(guī)模化并網(wǎng)光電是近幾年才發(fā)展起來的新技術(shù)，為太陽能的大規(guī)模利用提供了廣闊的市場空間，在我國一平方千米的荒漠可裝１０萬千瓦光伏，若將１％的中國沙漠裝上光伏，總?cè)萘繉⑦_到１３．１億千瓦，超過我國目前所有能源發(fā)電的裝機容量。隨著光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的進一步發(fā)展，太陽能電池板等關(guān)鍵部件成本有望大幅度降低，光電并網(wǎng)將得到大力發(fā)展。預計到２０２０年我國太陽能發(fā)電有望達到１０００萬千瓦。
但是，由于風能、太陽能等清潔能源的隨機性、波動性等特點，大規(guī)模風能、太陽能等清潔能源并入電網(wǎng)后將對電網(wǎng)的運行帶來負面影響，諸如系統(tǒng)穩(wěn)定性、功率平衡、調(diào)度運行等等的影響。
智能電網(wǎng)接納新能源能力強
為了解決風電、太陽能等新能源發(fā)電的間歇性、隨機性、可調(diào)度性低的問題，需加大調(diào)峰電源建設(shè)。加大建設(shè)綜合具備水、火、風聯(lián)合調(diào)峰和高安全穩(wěn)定性等特點的智能電網(wǎng)，最大限度地將新能源的發(fā)電量吸納、送出，并保證接入后電網(wǎng)的安全運行和調(diào)度。
風電、太陽能具有波動性，電網(wǎng)本身也有峰谷差異，電量有時稀缺有時過剩。應該科學規(guī)劃和使用抽水蓄能電站。由于抽水蓄能電站受條件的限制，還需大力發(fā)展鋰電池、液流電池、壓縮空氣等儲能技術(shù)，在電網(wǎng)中部署儲能裝置，電能過剩的時候吸收能量，電力緊張的時候釋放能量，可以很好地調(diào)峰填谷。這些儲能措施將是解決風電、太陽能等能源波動性的有效方法，將進一步優(yōu)化系統(tǒng)運行方式，有利于電網(wǎng)接納更大容量的清潔能源。
由于太陽能和風能兩者在時間變化分布上和空間分布上有很強的互補性，在太陽能和風能互補的地區(qū)把風力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)組合成“風光復合發(fā)電系統(tǒng)”能夠有效地克服風能及太陽能提供能量的隨機性、間歇性的缺點，提高供電的穩(wěn)定性。
可預測性是處理風電、太陽能發(fā)電波動的關(guān)鍵之一。
準確預測清潔能源的發(fā)電量有助于調(diào)度人員提前組織管理電力系統(tǒng)所需的調(diào)頻和調(diào)峰機組的容量。將風電、太陽能發(fā)電的預測預報技術(shù)與負荷預測預報技術(shù)結(jié)合在一起，將進一步增強電網(wǎng)處理風電、太陽能并網(wǎng)發(fā)電的波動性的能力。
由于我國風電資源集中于西北地區(qū)，與集中在東部的電力市場逆向分布，需解決遠距離大規(guī)模輸送問題。為了解決遠距離輸送問題，接納大規(guī)模的風能、太陽能等清潔能源，國家電網(wǎng)西北電網(wǎng)有限公司進一步加快建設(shè)７５０千伏電網(wǎng)，確保西北７５０千伏主網(wǎng)與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程將于２０１０年１０月底建成投運。屆時，中國將初步建成覆蓋西北五?。▍^(qū)）的“電網(wǎng)高速公路”———７５０千伏統(tǒng)一電網(wǎng)，西北在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源的作用也將進一步顯現(xiàn)，可大大提高西北電網(wǎng)“西電東送”的能力。
通過加強輸電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高輸電能力，采用輕型直流輸電、靜態(tài)無功補償器（ＳＶＣ）、靜態(tài)無功發(fā)生器（ＳＶＧ）、可控串聯(lián)補償技術(shù)（ＴＣＳＣ）等柔性輸電技術(shù)（ＦＡＣＴＳ），提高電網(wǎng)對規(guī)?；鍧嵞茉措娫吹慕邮苣芰?，確保大量間歇性清潔能源電源并網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，減少系統(tǒng)化石燃料電廠的建設(shè)，將為未來電網(wǎng)接納規(guī)模化清潔能源作出重要貢獻。
到２０２０年，為了接納更大容量的風電、太陽能發(fā)電，我國將依托交流１０００千伏、直流±８００千伏的特高壓技術(shù)，形成以華北、華東、華中特高壓同步電網(wǎng)為接受端，東北、西北電網(wǎng)為輸送端，連接全國各大煤電、水電、核電和清潔能源發(fā)電基地的堅強智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
因此，借助智能電網(wǎng)，將煤電與風電、太陽能等清潔能源“打捆”輸送，發(fā)展抽水蓄能、大容量蓄電池等儲能技術(shù)，發(fā)展風電、太陽能等清潔能源的預測預報技術(shù)及柔性輸電技術(shù)就能夠?qū)⑽鞅钡貐^(qū)的風電、太陽能輸送到華北、華中、華東負荷中心，實現(xiàn)風電在全國范圍內(nèi)消納，使智能電網(wǎng)成為接納清潔能源的高速公路。
