新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及關(guān)鍵技術(shù)綜述

劉進輝

摘 要 隨著新型發(fā)電技術(shù)不斷被研發(fā)出來，新能源電力系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢，需要人們對新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)進行深入的分析和研究，以實現(xiàn)多種能源的高效互補，從而保證電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，為用戶輸送清潔、可靠的電能。

關(guān)鍵詞 新能源電力系統(tǒng);優(yōu)化控制;關(guān)鍵技術(shù)

1新能源電力系統(tǒng)的概念

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的能量來源通常為一次能源，例如煤炭、石油、天然氣等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)逐漸被取代，可再生資源的利用越來越普遍，新能源電力系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于生活中。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其發(fā)電空間模式較穩(wěn)定，可以進行存儲，可對電力系統(tǒng)的雙側(cè)進行調(diào)控;而可再生資源電力系統(tǒng)無法進行存儲，由于其主要的發(fā)電能源為再生能源，因此具有明顯的不確定性，且調(diào)控性較差。因此，為彌補可再生能源調(diào)控性的缺陷，新能源電力系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)并開始被應(yīng)用，從而促進了可再生資源的應(yīng)用[1]。

2新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制辦法

2.1 新能源電力系統(tǒng)友好型控制技術(shù)

與傳統(tǒng)能源供電方式進行比較來看，采用友好型控制技術(shù)，可以形成高質(zhì)量的電能輸出，使新能源電力系統(tǒng)運行得更為穩(wěn)定。需要對新能源發(fā)電的各項影響參數(shù)進行分析和研究，結(jié)合歷史和氣象等方面的數(shù)據(jù)，可以確定采取最優(yōu)控制方法及措施。所以，新能源預(yù)測已經(jīng)成為可進行有效調(diào)整的主要措施。主要是動率方面進行預(yù)測和控制，可以把預(yù)測劃分為日、小時和分鐘。從現(xiàn)在的新能源發(fā)展情況來看，對功能進行預(yù)測和分析被作為重要的控制辦法。在將來對新能源的預(yù)測方向，需要采取更為準(zhǔn)確、穩(wěn)定的友好控制技術(shù)。與此同時，還應(yīng)該使太陽能、沼氣能、潮汐能、水能等不同綠色能源進行有效互補。

2.2 新能源電力系統(tǒng)多能源互補控制

該種控制辦法主要是應(yīng)用煤炭或水利等發(fā)電方式的穩(wěn)定性，來對風(fēng)力、太陽能等多種綠色能源不穩(wěn)定電能輸出進行調(diào)節(jié)，可以使多種能源進行互補，從而讓電力系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?？墒?，從中國的綠色能源使用情況來看，需要提供足夠的靈活能源，而我國的煤炭儲量豐富，可以采用煤炭資源來對新能源電力系統(tǒng)進行補充，從而提升電力系統(tǒng)的利用效率。

2.3 雙側(cè)資源控制

與原來采取的電力系統(tǒng)進行比較來看，采取的發(fā)電控制方式會隨新能源發(fā)電規(guī)模變大而增大，只采用單側(cè)能源控制方式無法達到對新綠色能源的發(fā)展需要。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對電能的需求量不斷增大。原來的單一能源供給和用戶需求已經(jīng)被突破。所以，針對新能源電力系統(tǒng)采取的雙側(cè)能源控制方式，有著顯著的雙隨機波動性，為了更好地處理好能源發(fā)電配合問題，盡可能地減小誤差來提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，可以使新能源發(fā)電系統(tǒng)得到有效的應(yīng)用[2]。

2.4 微電網(wǎng)控制

微電網(wǎng)控制技術(shù)可以把多種分布式發(fā)電進行高效結(jié)合，可以更好地為本地負(fù)荷進行供電，有著較好的供電靈活性。微電網(wǎng)系統(tǒng)中有著多種不同方式的分布式供電源，可以對現(xiàn)有供電系統(tǒng)容量進行擴充，充分應(yīng)用可再生能源的作用。比如，電動汽車為一種分布式能源微電網(wǎng)迭制，在用電高峰期可以把存儲的電能進行合理應(yīng)用，電能可以轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動電動汽車運行的機械能，可以在用電高峰期為電力系統(tǒng)提供能量。

3新能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

新能源電力系統(tǒng)控制技術(shù)需要充分利用電力系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)，可以讓電力系統(tǒng)在穩(wěn)定性較差的狀態(tài)下，使新能源電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行。所以，對控制技術(shù)進行創(chuàng)新是解決新能源電力系統(tǒng)的主要手段。為了實現(xiàn)新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化和控制，需要建立起完善的技術(shù)創(chuàng)新管理體制，保證電力系統(tǒng)向著智能化、可調(diào)控性、信息化方向發(fā)展。

3.1 電源響應(yīng)技術(shù)

引進并吸收國外研發(fā)的新能源發(fā)電、輸電和電波抑制等方面的新技術(shù)，從而提升新能源發(fā)電的效率，需要對現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)進行開放，讓更多的電力系統(tǒng)可以接入到電網(wǎng)運行平臺，采用友好型發(fā)電技術(shù)并結(jié)合其他綠色能源進行補充，建立起電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展機制，改進和優(yōu)化綠色能源的補償體制，使得綠色能源電力系統(tǒng)可以得到健康發(fā)展。

3.2 電網(wǎng)響應(yīng)技術(shù)

針對新能源電力系統(tǒng)會使電網(wǎng)產(chǎn)生一定程度的波動，導(dǎo)致新能源電能不能在電網(wǎng)中進行有效的輸送，這是由于新能源電力系統(tǒng)特性決定的，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的耐受力和通電能力不足。科學(xué)合理的應(yīng)用高電壓、不對稱穿越技術(shù)，使供電網(wǎng)絡(luò)形成慣性。結(jié)合國內(nèi)新能源發(fā)電現(xiàn)狀和地理位置上的差異，建立起新型的電網(wǎng)架構(gòu)，使得不同地區(qū)間的電力系統(tǒng)可以進行互補，讓可再生能源在不同區(qū)域進行交易，需要采取新型輸電方式，并結(jié)合電網(wǎng)響應(yīng)技術(shù)進行控制[3]。

3.3 負(fù)荷響應(yīng)技術(shù)

新能源電力系統(tǒng)不具備較強的抗干擾能力，如果外界環(huán)境存在著較大的電磁干擾時，電力系統(tǒng)的可靠性、安全性就會受到影響，嚴(yán)重情況下會使得電力系統(tǒng)完全癱瘓，需要使電力系統(tǒng)具備承受更高峰值的能力。充分發(fā)揮出電力設(shè)備集中布置的優(yōu)點，使得供電距離得到保證。也就是使電力設(shè)備在單位時間內(nèi)可以共同來承擔(dān)電力負(fù)荷，需要制定出新能源協(xié)同響應(yīng)管理制度，采用技術(shù)手段來對電力負(fù)荷進行配置，進行電力系統(tǒng)運行大數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，可以在將來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的供電和需求側(cè)進行互補。

3.4 云端智能綜合控制技術(shù)

電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，存在著多種邏輯控制關(guān)系，需要不斷優(yōu)化和改進運行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展，云端智能綜合控制技術(shù)已經(jīng)被引到新能源電力系統(tǒng)控制中來。采用云存儲技術(shù)可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的靈活應(yīng)用，使得運行數(shù)據(jù)互通性得到不斷增強。電力系統(tǒng)的規(guī)劃和調(diào)度可以通過云計算技術(shù)得到高效實現(xiàn)，有效地提升了電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，還可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管理及調(diào)整，減少對系統(tǒng)資源的占用[4]。

4結(jié)束語

在能源方面，我國目前正處在能源行業(yè)轉(zhuǎn)型階段的關(guān)鍵時期，正在逐步由傳統(tǒng)能源向新能源轉(zhuǎn)型，作為我國能源革命的主要目標(biāo)，新能源的開發(fā)利用在這一時期起著至關(guān)重要的作用。

參考文獻

[1] 戴忠.新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及關(guān)鍵技術(shù)[J].農(nóng)村電氣化，2017，（5）：47-48.

[2] 黎嘉明.應(yīng)對大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng)發(fā)電調(diào)度控制研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2017.

[3] 曾鳴，白學(xué)祥，李源非，等.基于大系統(tǒng)理論的新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及關(guān)鍵技術(shù)初探[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（12）：3639-3648.

[4] 徐憲東.電/氣/熱微型能源系統(tǒng)的建模、仿真與能量管理研究[D].天津：天津大學(xué)，2014.