新能源電力系統優化控制方法及關鍵技術

侯鵬

摘? 要：在能源方面，我國目前正處在能源行業轉型階段的關鍵時期，正在逐步由傳統能源向新能源轉型，作為我國能源革命的主要目標，新能源的開發利用在這一時期起著至關重要的作用。

關鍵詞：新能源;電力系統;優化控制;方法;技術

一、新能源電力系統概述和特點

1.1高滲透率的可再生能源

把新能源應用到電力系統供電，存在著較為明顯的高滲透性。由于國內的新能源多集中在西北地區，該種能源格局是由地理位置來決定的。在將來的新能源電力系統發展中，多應用在集中發展方式，還包括每個地區的分布式策略。慢慢地擺脫大電網輸送，減少電能在傳輸過程中產生的損耗，可以使新能源電力系統可以更好地應用可再生能源。

1.2側向供應的多能源互補

為了使可再生能源更好地應用到電力系統中，需要對電源、供電網絡和負荷等采用技術措施來達到協調、互動，讓新能源電力系統更加高效率的運行。針對側向供應進行的多能源互補，可以歸納為如下兩方面內容：（1）充分利用太陽能、海洋能、風能和水能等，使綠色可再生能源可以得到準確的預測，使獲取的可再生能源高效地應用到電力系統中，把不同新能源進行補充，避免由于穩定性不高而使電力系統產生波動。（2）采用先進的電力系統控制技術，讓客戶可以準確地了解當前的情況，結合電力系統運行情況來掌握電價的改變，還可以按照電能應用情況進行調整。

二、新能源電力系統優化控制的方法

2.1多源互補控制方法

多源互補控制方法能夠使新能源電力系統的穩定性得到有效的提升，相對于傳統的能源形式來說，提供的電力輸出可以達到更高的水平。綜合各項科學分析表明，新能源的分析預測通常起到功率控制的作用，如今的預測功率可分為分鐘、小時和日三個等級。從目前的發展來看，多源互補控制方法已經成為了新能源系統中調控的必要手段。

2.2調度結構的優化

由于新能源電力能量具有密度較低、分布范圍廣的特點，因此調度的復雜性較高，在調度結構層面應該由傳統的集中式轉變為分散式。除此之外，在調度模型及方法這一方面，應該按照隨機性處理新能源的思路，將傳統的確定性模型和算法轉變為適應新能源的模型及算法。

2.3加強微電網控制

微電網具有具有環保性、高效性和靈活性的特點，其可以將多種分布式發電相融合，從而為本地負荷供電。微電網中存在著各不相同的分布式電源，起到了擴大供電系統容量、發展可再生資源的作用。舉例來說，電動汽車就屬于分布式能源的微電網控制，在發電的高峰期，其儲能作用可以得到充分的利用，其中的電能既可以轉化為提供汽車的正常使用的機械能，也可以在用電高峰期時為電力系統提供能量。

2.4電力大系統多遞階控制

新能源電力系統的調度需要利用大系統理論來對控制方法進行優化。把最底層的控制子系統作為基礎，逐漸優化求解到長程協調器，通過協調器的優化處理再執行從上到下控制，需要保證控制過程的穩定性、經濟性。廣義模型為新能源電力系統基礎性單元，來為大系統分析和綜合提供保證，把原來用于單一領域和系統的模型進行廣義化，從而建立起滿足多領域和系統的控制模型。大系統分析為綜合處理的前提條件，需要對系統結構和性能方面進行分析，從而確定出基本構架和控制模塊間的關系。大系統的綜合是把大系統分析和廣義模型作為分析的根本條件，來對整個新能源系統規劃和調控進行優化改進，可以為控制技術提供多種算法。

三、新能源電力系統關鍵技術

3.1大數據系統技術

近年來，大數據技術的應用備受青睞，尤其像新能源電力這樣的大系統結構，可通過對能量流、物質流、信息流的控制、分配與完成進行一系列的可協調性、穩定性以及能通性的分析，使信息傳遞更完整，更靈活。除此之外，大數據技術還具備清理、解讀、存儲等多項功能，尤其是新興的大數據融合技術與可視化技術等應用，更為新能源電力大系統提供了廣闊的發展空間。

3.2電源響應技術

在新能源電力系統中應用電源響應技術，主要是在技術能力上有所突破，通過適時引進國外先進的新能源發電、輸送以及平抑電力波動等一些新技術，以提高新能源的電力發電與應用效率，重要的是需要通過開放電網，以此來實現所有電力系統的公平接入，利用新型的電網友好型發電技術與其他多種可再生能源互補，實現與源網的協同機制，并且不斷的加強和完善清理能源的補償機制，保障清潔能源電力系統的長效發展，同時開放電網的公平接入，建立新能源電力系統發展的新機制，促進新能源電力系統的全面發展。

3.3電網響應技術

在新能源電力系統中應用電網響應技術，主要是由于新能源電力系統會使電網產生一定程度的波動，導致新能源電能不能在電網中進行有效的輸送，這是由于新能源電力系統特性決定的，會導致電力系統的耐受力和通電能力不足。科學合理的應用高電壓、不對稱穿越技術，使供電網絡形成慣性。通過結合國內新能源發電現狀和地理位置上的差異，建立起新型的電網架構，可以使得不同地區間的電力系統可以進行互補，讓可再生能源在不同區域進行交易，需要采取新型輸電方式，并結合電網響應技術進行控制。

3.4負荷響應技術

在新能源電力系統中應用應用負荷響應技術，主要是因為新能源電力系統對外界環境的抗干擾能力不足，在外界產生比較嚴重的干擾時，電力系統的安全性會受到嚴重影響，甚至導致系統功能癱瘓，這就需要提高系統承受高峰能力。同時還應利用發電設備的集中布局優勢，充分在距離使用上有所發揮。通俗來講就是將各種電力設備在單位時間內共同承擔電力負荷。在此方面需要建立各項能源的供需協同響應機制，重點是在科學技術與智能調控管理，各種數據分析和大數據處理技術的研發，從而能夠在今后一段時期內逐漸的適應全新的新能源電力系統的雙側供應互補。

3.5云端智能綜合控制技術

在新能源電力系統中應用云端智能綜合控制技術，主要是由于電力系統運行數據比較復雜，存在著多種邏輯控制關系，需要不斷優化和改進運行數據處理系統。隨著云計算技術的不斷發展，云端智能綜合控制技術已經被引到新能源電力系統控制中來。采用云存儲技術可以實現對電力系統運行數據的靈活應用，使得運行數據互通性得到不斷增強。電力系統的規劃和調度可以通過云計算技術得到高效實現，有效地提升了電力系統的協調性。還可以實現電力系統的智能化管理及調整，減少對系統資源的占用。

四、結語

綜上所述，隨著新型發電技術不斷被研發出來，新能源電力系統的應用已經成為發展趨勢。需要對新能源電力系統優化控制關鍵技術進行深入的分析和研究，充分利用好新能源發電持測試儀，實現多種能源的高效互補，從而保證電網供電的穩定性，為用戶輸送清潔、可靠的電能。

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