新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及要點(diǎn)分析

新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及要點(diǎn)分析

作者：曾穎

來源：《今日自動(dòng)化》2020年第08期

[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

OptimizationControlMethodandKeyPointsAnalysisofNewEnergyPowerSystem

ZengYing

[Abstract]AsabasicstrategicthoughtinChina，newenergyhasbecomethemainresearchdirectionofChina'sindustrialdevelopmentwiththedevelopmentofeconomyandscienceandtechnology.Intermsofpowersystem，themostrepresentativenewenergyforpowergenerationiswindpowergenerationandsolarpowergeneration.Althoughthenewenergypowersystemhasbeenputintouse，therearestillproblemssuchasintermittentandunstablepowergeneration，whichrequireseffectivemeasurestoeffectivelyoptimizethecontrolmethodofnewenergypowersystem.Therefore，thispaperfirstsummarizesthecharacteristicsofnewenergypowersystem，andthendescribestheoptimizationcontrolmethodofnewenergypowersystemindetail.Finally，thetechnicalinnovationmeasuresofnewenergypowersystemareanalyzed，hopingtoprovideusefulreferenceforrelevantstaff.

[Keywords]newenergy;powersystem;optimalcontrol;keypointsanalysis;innovativemeasures

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(cè)。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(shì)?？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(cè)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(cè)。而新能源主要的分析預(yù)測(cè)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(cè)氛圍分鐘、小時(shí)以及日級(jí)預(yù)測(cè)。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(cè)，完成電網(wǎng)的管理和調(diào)度的是小時(shí)級(jí)功率預(yù)測(cè)，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(cè)。在預(yù)測(cè)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(cè)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(shì)，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。

參考文獻(xiàn)

[1]茹琦.新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化