新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及要點(diǎn)分析

曾穎

[摘? ? 要 ]新能源作為我國一項(xiàng)基本戰(zhàn)略思想，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，已經(jīng)成為我國工業(yè)發(fā)展的主要研究方向。從電力系統(tǒng)來講，如今最具代表性的發(fā)電新能源當(dāng)屬風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電了，新能源電力系統(tǒng)雖然已經(jīng)投入使用，但是卻依然存在著發(fā)電間歇性和不穩(wěn)定性等問題，這就需要采取有效的措施，對(duì)新能源電力系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行有效優(yōu)化。因此，本文首先將概述新能源電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，然后詳細(xì)闡述新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化的控制方法，最后新分析能源電力系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新措施，希望可以為相關(guān)工作人員提供有用的參考。

[關(guān)鍵詞]新能源;電力系統(tǒng);優(yōu)化控制;要點(diǎn)分析;創(chuàng)新措施

[中圖分類號(hào)]TM73 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）08–00–03

Optimization Control Method and Key Points Analysis of New Energy Power System

Zeng Ying

[Abstract]As a basic strategic thought in China， new energy has become the main research direction of China's industrial development with the development of economy and science and technology. In terms of power system， the most representative new energy for power generation is wind power generation and solar power generation. Although the new energy power system has been put into use， there are still problems such as intermittent and unstable power generation， which requires effective measures to effectively optimize the control method of new energy power system. Therefore， this paper first summarizes the characteristics of new energy power system， and then describes the optimization control method of new energy power system in detail. Finally， the technical innovation measures of new energy power system are analyzed， hoping to provide useful reference for relevant staff.

[Keywords]new energy; power system; optimal control; key points analysis; innovative measures

化石能源作為目前地球目前最為重要的一種能源，在各行各業(yè)都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，與人民的日常生活也是息息相關(guān)。而化石能源屬于不可再生能源，還會(huì)引發(fā)比較嚴(yán)重的環(huán)境污染。所以，就需要積極地開發(fā)各種新能源，如風(fēng)能、太陽能以及潮汐能等。而隨著新能源在電力系統(tǒng)中所占比例的增加，很容易對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。要想保證新能源的工作效率，就必須保證電網(wǎng)，電源以及負(fù)荷之間的正常平衡運(yùn)轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)互動(dòng)。但是目前依靠單個(gè)新能源電力系統(tǒng)無法維持這方面的平衡，需要多種新能源電力系統(tǒng)互相之間優(yōu)化調(diào)節(jié)互補(bǔ)，另一方面，還需要用電用戶的配合，主動(dòng)改變其用電方式，這樣做就可以在一定程度上維持新能源供電的穩(wěn)定性。本文對(duì)新能源電力系統(tǒng)的特點(diǎn)展開討論，試圖探討新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制的方法。

1 新能源電力系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 可再生源的高滲透率特點(diǎn)

地理位置決定了新能源的分布格局，因此新疆甘肅等地是我國主要的新能源分布地，集中的發(fā)展以及地區(qū)分布式發(fā)展是未來我國新能源電力系統(tǒng)主要的發(fā)展方式。為了能夠使新能源電力系統(tǒng)更好地使用可再生資源持續(xù)發(fā)電，我們就應(yīng)該逐步的減少大電網(wǎng)輸送以及電能在傳輸過程中的損耗，這種新能源電力系統(tǒng)的高滲透性是由我國的基本國情決定的[1]。

1.2 多能源互補(bǔ)的側(cè)向供應(yīng)

側(cè)向供應(yīng)的多能源互補(bǔ)是未來新能源電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，因?yàn)橐揽繂我荒茉窗l(fā)電總是達(dá)不到理想的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，但是如果能利用風(fēng)能、水能、太陽能以及地?zé)崮苤g相互促進(jìn)，相互補(bǔ)充就能夠?qū)⑿履茉措娏ο到y(tǒng)維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而且通過多種新能源的相互作用，極有可能達(dá)到對(duì)新能源的準(zhǔn)確預(yù)測。另外，我國的電力控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展得很好，可以將電力控制系統(tǒng)投入到新能源電力系統(tǒng)的使用中來，讓住戶能夠掌握實(shí)時(shí)情況，根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行來調(diào)整電價(jià)和電能應(yīng)用。

2 新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化的控制方法

2.1 友好型控制方法

在提升新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電量輸出效率方面來講，新能源電力系統(tǒng)友好型控制方法會(huì)比傳統(tǒng)電力的控制方法更有優(yōu)勢?？茖W(xué)家經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后做出分析，使用數(shù)據(jù)分析可控手段需要根據(jù)歷史檢測數(shù)據(jù)和天文氣象等信息。要想將新能源電力系統(tǒng)調(diào)控得更加穩(wěn)定，必須進(jìn)行新能源的分析預(yù)測。而新能源主要的分析預(yù)測是主要圍繞著功率來進(jìn)行的[2]。

如按照時(shí)間尺度可以將功率預(yù)測氛圍分鐘、小時(shí)以及日級(jí)預(yù)測。其中給單元機(jī)組的優(yōu)化控制提供前饋輸出信號(hào)的是分鐘級(jí)功率預(yù)測，完成電網(wǎng)的管理和調(diào)度的是小時(shí)級(jí)功率預(yù)測，而主要負(fù)責(zé)制定電網(wǎng)日前調(diào)度的則是日級(jí)功率預(yù)測。在預(yù)測功率的精準(zhǔn)度上來說，分鐘級(jí)和小時(shí)級(jí)要比日級(jí)精準(zhǔn)度要高，能夠達(dá)到90%以上。另外，預(yù)測功率是可以提升的，這需要根據(jù)各個(gè)區(qū)域的新能源特性來考慮，并且要根據(jù)具體的天氣變幻和天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行提升和創(chuàng)新。

2.2 微電網(wǎng)控制

為了使多種分布式發(fā)電能夠有效結(jié)合，可以利用微電網(wǎng)控制技術(shù)，其具有著其他技術(shù)沒有的靈活性。為了充分發(fā)揮可再生資源的作用，可以利用其不同方式的分布式供電源的特點(diǎn)對(duì)供電系統(tǒng)現(xiàn)有的容量進(jìn)行擴(kuò)張。

如現(xiàn)在市面上最流行的新能源電動(dòng)汽車以及使用太陽能發(fā)電的屋頂光伏板，基本上都是使用分布式能源的微電網(wǎng)控制。單拿電動(dòng)汽車來說，當(dāng)新能源達(dá)到發(fā)電高峰的時(shí)候，微電網(wǎng)控制中的儲(chǔ)能作用充分的儲(chǔ)存電能，一部分可以轉(zhuǎn)換成汽車行駛的機(jī)械能，另一部分可以汽車用電的時(shí)候釋放到電網(wǎng)，使電力系統(tǒng)的負(fù)荷要求得到滿足。由于汽車在日常生活中需求量大，而且電動(dòng)汽車符合我國新能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此以后微電網(wǎng)的控制策略會(huì)是以后我國新能源電力系統(tǒng)的主要研究方向。

2.3 電力大系統(tǒng)多遞階控制

新能源電力系統(tǒng)可以將新能源轉(zhuǎn)換為電能，極大地減少了非再生資源的浪費(fèi)，但隨之而來的就是新能源電力系統(tǒng)要擁有著比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更加復(fù)雜的操作系統(tǒng)和更豐富的操作內(nèi)容。因此，為了能使新能源電力系統(tǒng)更好的調(diào)度和優(yōu)化，需要使用大系統(tǒng)理論來進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。如從最底層的控制系統(tǒng)開始延伸求解到長程協(xié)調(diào)器，為了保持控制過程中的經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定性，需要先進(jìn)行協(xié)調(diào)器的優(yōu)化處理，再執(zhí)行從上到下的控制。為了確定控制模塊和基本框架之間的關(guān)系，必須對(duì)系統(tǒng)性能以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位地分析，為了改進(jìn)和優(yōu)化新能源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和規(guī)劃要把廣義模型和大系統(tǒng)分析作為基本條件，這樣一來就可以為技術(shù)提供多樣算法。

2.4 雙側(cè)資源控制

通過觀察我國的電力系統(tǒng)，隨著新能源在其中應(yīng)用的增加，再加上新能源發(fā)電規(guī)模的不斷增大，發(fā)電控制方式必然也需要隨之提高。傳統(tǒng)的單側(cè)能源控制方式必然無法滿足現(xiàn)如今的新能源發(fā)展需求，尤其是隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國人民在生產(chǎn)生活中對(duì)電力的需求也是與日俱增，所以傳統(tǒng)的單一能源供給需求以及不能滿足我國人們現(xiàn)在的用電需求。因此，就可以對(duì)新能源電力系統(tǒng)實(shí)施雙側(cè)能源控制方式，這種控制方式具有優(yōu)秀的雙隨機(jī)波動(dòng)性，能夠?qū)δ茉窗l(fā)電問題進(jìn)行有效的處理和配合，并可以最大限度地降低誤差，從而使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性大幅提高，保證新能源發(fā)電系統(tǒng)可以充分地發(fā)揮作用。

2.5 新能源電力系統(tǒng)多能源互補(bǔ)控制

新能源電力系統(tǒng)多能源互補(bǔ)控制方法是一種能夠?qū)μ柲芎惋L(fēng)能等大部分不穩(wěn)定新能源進(jìn)行有效調(diào)節(jié)的技術(shù)，其主要是通過水利發(fā)電以及煤炭發(fā)電等發(fā)電技術(shù)的穩(wěn)定性，與不穩(wěn)定新能源進(jìn)行有效互補(bǔ)，這樣就能夠使整體電力系統(tǒng)都可以處于穩(wěn)定的狀態(tài)。通過觀察我國對(duì)新能源的使用現(xiàn)狀來看，需要有一種更為靈活的能源與其互補(bǔ)，才能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而我國有著比較豐富的煤炭資源，可以將其作為一種靈活能源對(duì)新能源電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的互補(bǔ)，這樣就能夠大幅提高電力系統(tǒng)的利用效率，保障我國人民的電力需求。

3 新能源電力系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新

3.1 大數(shù)據(jù)系統(tǒng)技術(shù)

新能源電力系統(tǒng)具有著大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)能量和物流和信息的控制與分析，做到可協(xié)調(diào)穩(wěn)定的控制，使得信息能夠靈活穩(wěn)定地傳遞，這就需要應(yīng)用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)技術(shù)。不僅如此，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)技術(shù)還擁有清潔功能、解讀功能以及儲(chǔ)存功能等。強(qiáng)大的功能可以為新能源電力系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定的技術(shù)保障，再加上大數(shù)據(jù)融合技術(shù)與可視化技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用，更加保證了新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展空間。

3.2 云端智能綜合控制技術(shù)

為了提高新能源電力系統(tǒng)的控制和效率，要使用復(fù)雜多樣的大系統(tǒng)數(shù)據(jù)源，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，云端智能綜合技術(shù)在不斷發(fā)展與創(chuàng)新，目前完全可以將云端智能綜合技術(shù)應(yīng)用于新能源電力系統(tǒng)中去，從一方面來講，云端智能綜合控制技術(shù)中的云儲(chǔ)存技術(shù)支持自由下載和使用，這也就大大加強(qiáng)了新能源電力系統(tǒng)的信息互通性，另外還可以通過云處理技術(shù)與云計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)新能源電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和規(guī)劃，這將極大地增加新能源電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，而且由于云端的智能化管理，也會(huì)極大地減少資源的浪費(fèi)[4]。

3.3 電源響應(yīng)技術(shù)

在利用新能源的過程中，我國電力企業(yè)也不能“閉門造車”，有必要積極地引進(jìn)和吸收外國的先進(jìn)技術(shù)，如新能源輸電、發(fā)電以及電波抑制等新技術(shù)，這樣就可以有效增強(qiáng)我國的新能源發(fā)電效率。同時(shí)，還可以開放現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)，使更多的電力系統(tǒng)都可以與電網(wǎng)運(yùn)行平臺(tái)相連接，并將友好型發(fā)電技術(shù)與其他的新生源技術(shù)進(jìn)行有效的互補(bǔ)，這樣就能夠構(gòu)建更加全面的電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展機(jī)制，使新能源電力系統(tǒng)可以獲得更好的進(jìn)步。

3.4 負(fù)荷響應(yīng)技術(shù)

新能源電力系統(tǒng)缺乏良好的抗干擾能力，這就導(dǎo)致其很容易受到外界因素的影響，導(dǎo)致其可靠性以及安全性都存在著一定的缺陷，甚至?xí)斐烧麄€(gè)電力系統(tǒng)徹底癱瘓。所以，就需要發(fā)揮電力設(shè)備集中布置的優(yōu)點(diǎn)，調(diào)整新能源電力系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，使新能源電力系統(tǒng)可以更好地承受高峰值電力。為了能夠達(dá)成這一目標(biāo)，需要建立符合新能源特點(diǎn)的協(xié)同響應(yīng)管理制度，并積極地應(yīng)用各種新技術(shù)和新手段，合理地配置電力負(fù)荷，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)新能源電力系統(tǒng)進(jìn)行分析和應(yīng)用，這樣就可以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5 電網(wǎng)響應(yīng)技術(shù)

新能源電力系統(tǒng)將會(huì)造成電網(wǎng)出現(xiàn)較為劇烈的波動(dòng)，這就必然會(huì)導(dǎo)致新能源電能在電網(wǎng)中的輸送受到極大的影響，這種問題是由于新能源電力系統(tǒng)的特性所引發(fā)的，這種問題將會(huì)造成電力系統(tǒng)的通電能力受到極大的影響，還會(huì)降低其耐受力。所以，為了可以有效改善這一問題，就需要對(duì)高電壓進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，并將不對(duì)稱穿越技術(shù)融入其中，使供電網(wǎng)絡(luò)可以形成慣性。同時(shí)，根據(jù)我國新能源發(fā)電裝置的地理位置以及發(fā)電現(xiàn)狀，建立更加合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過電網(wǎng)響應(yīng)技術(shù)對(duì)整體電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使各個(gè)地區(qū)之間的電網(wǎng)系統(tǒng)能夠與新能源電力系統(tǒng)形成有效的互補(bǔ)，通過這種新型的輸電方式發(fā)揮新能源的作用。

4 結(jié)束語

總而言之，利用新能源發(fā)電是未來的發(fā)展趨勢，這更符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和基本國情，但在新能源動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化控制方面還有待改進(jìn)，尤其是在其中存在著很多的問題，極大地影響了新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這就需要積極地利用多方面的新能源，進(jìn)行有效的互補(bǔ)與儲(chǔ)存，將是我們最主要的研究方向。另外，我們還應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)和引進(jìn)新型控制技術(shù)，并加以改善之后投入到新能源電力系統(tǒng)中來，不斷完善新能源電力系統(tǒng)的發(fā)電協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性，讓可再生能源在未來的電力系統(tǒng)中占據(jù)主要地位。

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