新能源电力系统优化控制方法及关键技术 扈生龙

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:扈生龙
[导读] 摘要:现阶段,随着新能源发电容量的不断提升,对电力系统的控制方法和技术提出了更高的要求。
        (中电投新疆能源化工集团哈密有限公司  新疆哈密  839000)
        摘要:现阶段,随着新能源发电容量的不断提升,对电力系统的控制方法和技术提出了更高的要求。文章对新能源电力系统概述和特点进行简单的论述,并对新能源电力系统优化控制办法和关键技术展开探讨,可供相关人员参考。
        关键词:新能源电力系统;优化控制;关键技术
        引言
        在能源方面,我国目前正处在能源行业转型阶段的关键时期,正在逐步由传统能源向新能源转型,作为我国能源革命的主要目标,新能源的开发利用在这一时期起着至关重要的作用。
        1新能源电力系统的概念和特征
        1.1新能源电力系统的概念
        传统电力系统的能量来源通常为一次能源,例如煤炭、石油、天然气等。随着科学技术的不断进步,传统的能源系统逐渐被取代,可再生资源的利用越来越普遍,新能源电力系统已经逐渐被应用于生活中。传统电力系统的优势在于其发电空间模式较稳定,可以进行存储,可对电力系统的双侧进行调控;而可再生资源电力系统无法进行存储,由于其主要的发电能源为再生能源,因此具有明显的不确定性,且调控性较差。因此,为弥补可再生能源调控性的缺陷,新能源电力系统逐渐出现并开始被应用,从而促进了可再生资源的应用。
        1.2新能源电力系统的特征
        高渗透是新能源电力系统的重要特征之一,目前我国主要在甘肃、新疆等地对新能源进行集中的应用。依据我国的基本国情来看,未来新能源电力系统在我国的发展趋势也会呈现普遍集中式的分布,地理位置基本决定了这种格局,只有这样才能告别通过大电网输送的方式,从而避免了在输送过程中造成的能量损失及浪费,从而使可再生资源能够得到充分的利用。侧向供应的多能源互补也是新能源电力系统的特征之一,其内容主要包括两个方面:一是供应方面,运用精确的预测技术,通过对风能、太阳能、生物质能等绿色能源的利用,充分发挥新能源电力系统的优势与作用,减少波动问题的出现;二是需求方面,要对当前电力系统的先进技术进行合理的利用,确保用户可以准确了解家庭用电的情况,能够依据相关的运行状态对价格的变化进行掌控,根据自身的用电情况及时进行用电的调节。
        2新能源电力系统优化控制的方法
        2.1新能源电力系统友好型控制方法
        新能源电力系统友好型控制方法相对于传统的能源形势来讲,能够提供更高的电力输出,有效地提升新能源电力系统的稳定性。新能源通过各项科学分析,依据历史数据以及天文气象等信息,利用数据分析解读可控手段和方法,因此,新能源的分析预测已经成为了调控的重要手段。对于新能源电力系统的分析预测主要是针对其功率进行控制。当前功率预测可以分为3个等级:日、小时、分钟。就当前新能源电力发展的状态看,优化控制方法的功率预测分级已经成为不可缺少的一项方式方法。在未来新能源的道路上,需要更加精细、更加优化、更加稳定的友好控制。同时,沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等一系列能源之间的互通互补也将成为重要的发展方向。
        2.2新能源电力系统多源互补控制方法
        该种控制办法主要应用煤炭或水利等发电方式的稳定性,来对风力、太阳能等多种绿色能源不稳定电能输出进行调节,可以使多种能源进行互补,从而让电力系统处于平衡状态。可是,从中国的绿色能源使用情况来看,需要提供足够的灵活能源,而我国的煤炭储量丰富,可以采用煤炭资源来对新能源电力系统进行补充,从而提升电力系统的利用效率。
        2.3双侧资源控制
        与原来采取的电力系统进行比较来看,采取的发电控制方式会随新能源发电规模变大而增大,只采用单侧能源控制方式无法达到对新绿色能源的发展需要。随着经济的不断发展,对电能的需求量不断增大。原来的单一能源供给和用户需求已经被突破。

所以,针对新能源电力系统采取的双侧能源控制方式,有着显著的双随机波动性,为了更好地处理好能源发电配合问题,尽可能地减小误差来提升电力系统稳定性,可以使新能源发电系统得到有效的应用。
        3新能源电力系统关键技术
        3.1电源响应技术
        应用电源响应技术,主要是在技术能力上有所突破,适时引进国外先进的新能源发电、输送以及平抑电力波动等一些新技术,以提高新能源的电力发电与应用效率,重要的是需要通过开放电网,以此来实现所有电力系统的公平接入,利用新型的电网友好型发电技术与其他多种可再生能源互补,实现与源网的协同机制,并且不断地加强和完善清理能源的补偿机制,保障清洁能源电力系统的长效发展,同时开放电网的公平接入,建立新能源电力系统发展的新机制,促进新能源电力系统在“十三五”之后全面发展。
        3.2电网响应技术
        针对新能源电力系统会使电网产生一定程度的波动,导致新能源电能不能在电网中进行有效的输送,这是由于新能源电力系统特性决定的,会导致电力系统的耐受力和通电能力不足。科学合理的应用高电压、不对称穿越技术,使供电网络形成惯性。结合国内新能源发电现状和地理位置上的差异,建立起新型的电网架构,使得不同地区间的电力系统可以进行互补,让可再生能源在不同区域进行交易,需要采取新型输电方式,并结合电网响应技术进行控制。
        3.3负荷响应技术
        负荷的相关技术主要指的是负荷的响应技术,由于在外界干扰较为严重时新能源电力系统没有充分的抗干扰能力,其安全性会受到很大程度的影响,甚至会造成系统功能的严重瘫痪,因此不得不对系统承受高峰的能力进行加强。与此同时,还应将发电设备的优势充分进行利用发挥在距离的使用上,即在单位时间内承担协同各种生理组织及动力设备的电力额定。要将各项能源的供需协调响应机制建立起来,将智能调控管理和科学技术作为重点,研发各种大数据处理技术和数据分析,从而使全新系统中的双侧共赢互补能够在一段时间内被逐渐适应。
        3.4云端智能综合控制技术
        由于大型系统的数据来源复杂多样,控制关系又错综复杂,对系统进行既有控制效率又有实施效果的改进,成为目前主要研究的课题。通过云技术的不断发展应用,云端智能综合控制技术被应用到新能源的电力系统中,一方面数据通过云存储技术实现了自由下载与使用,这使信息互通性大大加强;另一方面,系统规划与协调运行均可通过云计算、云处理技术得以实现,有效提高了系统的协调性;还有云端综合控制技术还完成了系统的智能化管理与控制,这也大大节省了系统资源。
        3.5大数据技术
        最近一些年来,大数据技术得到了广泛的应用,特别对新能源电力系统来讲,可以对电力系统的信息流进行高效地控制、分配,从而达到更好的协调性、稳定性,使得数据信息传输更为准确和灵活。还可以对无用信息进行清理,对运行数据进行分析和解读,对重要信息进行安全地存储。把大数据技术与可视化技术进行结合,可以使新能源电力系统得到完善。
        结语
        随着经济时代的不断进步与发展,新能源电力系统的应用已成为必然的趋势。因此,在日后的发展过程中,我国需要做到对新能源电力系统优化控制的深入研究,将其控制方法及技术作为重点研究内容,使能源得到科学合理的储存,电力系统中的能源互补得到真正的实现。也只有这样,才能使可再生资源得到最充分的利用,从而大大促进我国新能源电力系统的发展,为我国新能源电力事业做出贡献。
        参考文献
        [1]茹琦.新能源电力系统优化控制方法及关键技术[J].现代工业经济和信息化,2019,9(3):51-52.
        [2]曾鸣,白学祥,李源非,等.基于大系统理论的新能源电力系统优化控制方法及关键技术初探[J].电网技术,2018,40(12):3639-3648.
        [3]曾鸣,杨雍琦,李源非,等.能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探[J].中国电机工程学报,2018,36(3):681-691.
 
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