可再生能源与智能电网是什么关系？
在发展可再生能源已成趋势的今日，中国能源领域谈论最热门的话题，就是足以推动可再生能源持续健康发展的国家智能电网建设。无论是太阳能和风能的转化与贮存，还是新能源汽车的电池，都需要动力电池的转换。正因如此，智能电网的接入和并网才受到了行业内外前所未有的关注。
所谓可再生能源，即包括太阳能、风能、水能、地热、潮汐、生物质能以及各种热泵技术。而智能电网的发展前景，则很大程度上取决于清洁能源、可再生能源利用的充分程度。当前，能源利用效率问题是全世界无法回避的共同课题。世界各国对于可再生能源利用的平均水平不足1%，即便在欧盟等发达地区，也不足10%。众所周知，我国长期采用较为粗放的经济发展模式，与美国、欧盟相比，我国创造相同的GDP，还要多消耗5至7倍的能源。对此，国家电网公司近年来一直在致力于破解这一困局，为智能电网的普及应用探索出一条新路。
那么，可再生能源与智能电网究竟是什么样的关系？
智能电网，是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、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。当今世界各国因经济水平和发展战略不同，智能电网建设的水平和侧重目标亦不相同。美国侧重于利用可再生能源发电，以解决电网老化和设备更新升级等问题。欧盟扩大可再生资源利用，则将目标指向减少温室气体排放，提高能源利用效率。中国当前的目标，则是建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网。
举例而言，位于河西走廊西段的酒泉市素有“世界风库”之称。甘肃省近年来在此建设了我国首个千万千瓦级风电基地——甘肃酒泉千万千瓦级风电场，2010年底实现装机容量550.45万千瓦，风电发电量突破20亿千瓦时，接近了三峡电站的发电量。但是风电的外送和并网问题一直是困扰风电发展的大难题，只有通过加快建设特高压智能电网，才能提升对可再生能源的接纳能力，为可再生能源的发展提供高效的发展平台。
风力发电机虽然直接产生三相交流电，但是频率会随风速变化。若把风电输进电网，第一步是把它整流成为直流电。在两种情况下，都需要用变流器把直流电变成与电网频率上严格同步、相位上准确匹配的交流电。这不但需要昂贵的设备，而且导致变流时能量损耗。由于风能的间歇性，特别风能的高峰时间与用电的高峰时间在大部分情况下不吻合，如果要使风能成为主要的能源，能量储存是不可缺少的。一般来讲，可再生能源发电的分布式供能具有不稳定和不连续的特点，当并网的分布式能源的系统数量越多时，对电网的冲击越大。而智能电网恰恰在这方面有着不可替代的优势，它实现了规模电能储存，做到了稳定、连续供电，其规模储能单元起到了“电能银行”的作用。
从上述稍显晦涩的描述中，我们可以大致想象出一个画面——以往城市中的锅炉、烟筒将不复存在，冬季取暖的热能和夏季空调的供电将绝大部分来自于太阳能、风能、地热等可再生能源，甚至屋顶的自然光也可以通过导管导入地下车库用来照明。人们将在智能电网的帮助下分享可再生能源对人类的厚爱。
恰如国际大电网组织秘书长科瓦尔在接受CBN记者采访时所说，可再生电源的发展和提高能效，被看作是智能电网发展的主要因素。目前，中国已经拥有世界上最先进的电网设备，需要探索的只是如何将可再生能源并入电网，并安全使用电网的问题，即以清洁、高效、分布式为推进核心。只有在引进消化最新智能电网技术的同时，创新推广最新智能电网产品，才是服务于未来、让中国站在世界智能电网发展最前沿的终极路径。文章来源OFweek智能电网
生物质分布式冷热电多联产能源系统是可再生能源多联产系统。根据查询相关公开信息显示，可再生能源技术领域，是一种生物质分布式冷热电多联产能源系统，具体是以生物质燃料为原料，采用燃烧后的烟气，通过斯特林发动机产生动力直接发电，热废气通过吸收式制冷机实现制冷、供热，热交换装置实现空气预热及提供热水等，实现能源梯级利用。
智能电网是信息通信、自动化、能源等技术与传统电网高度集成而形成的新型智能化电网。包括发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节。
第二阶段，在点对点直流输电的基础上，采用新型直流输电技术扩建多端直输电网络，形成覆盖新疆、青海、甘肃、内蒙古等广阔地区的新能源直流骨干网架，实现新能源基地与受端系统落点的多端直流互联。
不同类型的可再生能源
通过使用以下类型的可再生能源，我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源，还将有助于减少污染。
1.太阳能
当我们想到可再生能源时，太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天，太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终，其中一些到达了地球，我们可以以各种不同的方式利用它。
尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一，但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告，该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。
太阳能光伏
太阳能光伏（PV）是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里，太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后，他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。
这样的太阳能光伏板可以发电。
我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电，供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里，大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。
太阳能热
太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里，我们可以利用来自太阳的能量来加热流体（例如水）。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型，称为“平板”和“真空管”收集器。
太阳能热真空管集热器。
太阳能热电厂也存在，可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中，然后沸腾并产生蒸汽。然后，蒸汽能够为涡轮机提供动力，涡轮机使发电机转动，从而产生电能。
2.风能
风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来，我们一直以风船和风车的形式利用风。如今，我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。
许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置，它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合，可以在陆地（陆上风电场）和海上（海上风电场）中找到。
风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24％，太阳能达到20％。
这样的风力涡轮机可以发电。
3.地热能
地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面，从太阳吸收热量。在地球深处，岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。
家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时，它吸收了地面的热量，并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。
地热热泵使用类似的管道来加热水。
地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中，然后再产生蒸汽，然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效，例如火环。由于这一地理限制，地热发电不如太阳能，风能和水力发电受到欢迎。
4.水能
水能包括利用流动的水来发电。数百年来，我们一直以水车的形式使用该技术。如今，我们主要将其用于发电。
水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括：
水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水，在此过程中旋转涡轮机。
潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出，涡轮机旋转，然后借助发电机发电。
波浪动力–比上面的动力少，但具有利用波浪动能的潜力。在这里，大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时，它们能够将波浪能转化为电能。
在考虑可再生能源时，我们经常忽略水力发电。但是，根据IRENA的2019年报告，到2018年底，水能占可再生能源发电能力的50％。这不仅仅是太阳能和风能的总和！
截至2018年底，水力发电容量最高的三个国家是中国，巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦，领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。
这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。
5.生物质能
生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种：
木材–就发电而言，主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑，锯末，原木和树皮。
作物-包括小麦，玉米，甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物，例如油菜籽，油菜籽，大豆和向日葵。
动物与人类废物–包括肥料，污水，泥浆和动物垫料。
园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。
就生物能源而言，我们可以以不同的方式利用以上内容。
生物质能
在这里，木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽，该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤，石油或天然气的传统发电厂的过程类似。
生物燃料
我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料，例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中，以替代汽油和柴油。
沼气
这使用了称为“厌氧消化”的过程，该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热，它分解得更快并产生甲烷。然后，我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖，有时用于运输。
像这样的厌氧消化池可以产生沼气。
生物能源问题
关于生物质是否可再生存在一些争论。但是，通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持，它所使用的有机物就会一直存在。
当然，生物质确实会带来一些环境影响，应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳，但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。
回顾
随着全球能源需求逐年增加，寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能，风能，地热能，水能和生物质能可以帮助实现这一目标。
可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势，因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。
补充：
新能源的分类：
1、新能源按其形成和来源分类：
(1)、来自太阳辐射的能量，如：太阳能、水能、风能、生物能等。
(2)、来自地球内部的能量，如：核能、地热能。
(3)、天体引力能，如：潮汐能。
2、新能源按开发利用状况分类：
(1)、常规能源，如：水能、核能。
(2)、新能源，如：生物能、地热、海洋能、太阳能、风能。
3、新能源按属性分类：
(1)、可再生能源，如：太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。
(2)、非可再生能源，如：核能。
4、新能源按转换传递过程分类：
(1)、一次能源，直接来自自然界的能源。如：水能、风能、核能、海洋能、生物能。
(2)、二次能源，如：沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。
随着以风电、太阳能发电等新能源电力的开发利用，接入电网的新能源电力比重日益提高。众所周知，电力的基本特征是难以大规模储存，电力的生产与消费必须同步进行。电力系统通过统一的调度指挥，使电力的生产跟随负荷需求的变化，保证电能的实时供需平衡。对于传统的电力系统来说，电力调度中心根据用户负荷需求变化对发电单元发出调度指令，发电单元执行自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)调度指令改变发电负荷，满足用户负荷需求，维持电网安全稳定，保证电能质量。当发电侧的可调度容量难以达到负荷侧需求以及发生可能影响电网安全稳定的情况时，电力调度中心将采取切除用户负荷等措施，保证电网安全稳定运行。对于传统的火电、水电、核电、油/气发电而言，发电单元一般具有良好的可调度性能。发电机组在一定的容量范围内可以按照电网调度AGC指令变更发电功率。因此，在发电装机容量可满足用户最大负荷的前提下，整个电力系统是可调可控的。风电、太阳能发电区别于传统发电的一个重要特征在于它的随机波动性。由于产生电力的一次能源来自于自然界空气的流动与太阳光的辐射，不仅不可储存，而且受到季节、气候和时空等的影响，具有很强的随机波动性和间歇性，因此，对于具有一定装机容量的新能源发电单元来说，其实际出力首先取决于现时刻的风力、太阳光强度的约束。当风电、太阳能发电规模化接入电网后，电力系统就必须在随机波动的发电侧与随机波动的负荷侧之间实现电力的供需平衡，保持电网的安全稳定。
新能源电力的另外一个重要特征在于它的能量密度低。例如：当风速为3m/s时，其能量密度为20W/m2左右，而太阳能即使是在天气晴朗的正午，太阳垂直投射到地球表面的能量密度仅为1000W/m2左右，这样使得新能源发电设备的单机容量不可能过大。大量的小容量发电机组接入电网，使电力系统受控发电单元呈爆炸性增长趋势。截至2012年底，我国火电机组累计装机819.17GW，单机6MW及以上的火电机组总数约为6600台；同期，风电机组的装机总量仅为75.324GW，装机数量却达到了53764台，超过了火电机组数量的8倍。 按照我国风电装机2020年将达到200~300GW的预期，以目前风电的平均单机装机容量来计算，到时需要并入电网的风电机组数量将达到14万至21万台！随着新能源电力的规模化开发和电网中新能源电力比重的增加，使传统电力系统的基本特征发生了显著的变化，主要体现在以下几个方面：随机性、可控性、安全性、整体性、智能化。进而将推动电力系统的结构形态、运行控制方式以及规划建设与管理发生根本性变革，从而将逐步形成新一代电力系统，即新能源电力系统。
