（国网上海市电力公司长兴供电公司 上海 201913）
摘要：在可持续发展战略作用下，人们可以通过电力调度对风光发电占比实现定量控制，保证电网系统得到更好的优化调度，相关部门和工作人员需要提高重视程度。本文根据以往工作经验，对风光互补发电微电网系统优化调度内容进行总结，并从控制风光发电占比手段、定量控制风光发电占比方法、具体算例、风光互补发电系统数学模型、协同调度优化算法五方面，论述了电力调度对风光发电占比的定量控制方法。
关键词：电力调度；风光发电；定量控制
总的来说，风能和光能属于是可再生能源，具备明显的清洁环保和分布广泛等特性。近年来，风电场和光伏电站不断接入电网之中，为电网提供相应的电源支持，并在电网节能减排上体现出很大优势。但随着风能和光能接入到电网之后，对其整体质量产生一些影响，甚至还存在短路现象。为此，人们提出了一种电力调度定量控制风光发电占比方式，让调度员预控操作显得更加合理。
1.风光互补发电微电网系统优化调度内容
现如今，为了控制好风光发电占比，风光互补型微电网系统得到了全面应用，该系统能够充分利用太阳能和风能，还能实现对气候、时间差异及互补进行相应转化，将风光能量间歇性和随机性缺陷克服。想要真正实现风光互补发电微电网系统的优化调度，工作人员可以从以下几方面着手：
1.1直流母线风光互补结构
在实际风光互补发电微电网系统结构应用之后，可以保证风力发电机、光伏阵列以及蓄电池可以应用一条直流母线，并借助于集中逆变形式，与电网保持良好的连接状态，提升该结构在操作方面的便捷程度。更为重要的是，该结构中的电压逆变器往往只有一个，可以节省一部分投资成本，控制手段也比较单一，在实际控制调度上，不需要考虑微电源之间的同步问题，让调度工作的开展显得更加便捷。但在直流母线风光互补结构使用上，扩展性特点并不明显，运行时往往只会应用到一个并网逆变器，系统容量较低，无法与后续电网智能化发展需求相适应。所以说，工作人员想要一该结构为基础，执行调度优化操作，需要将该结构扩展性问题全部解决，完善系统容量，这也是各项结构信息化和智能化发展的根本所在，将该结构优势呈现出来，强化风光能源的利用效率[1]。
1.2交流母线式微电网结构
纵观整个风光互补发电微电网系统中的交流母线式微电网结构运作过程，风力发电机输出的电压和频率处于变化状态，属于是交流电，为了保证该种电能顺利进入电网，一直一交变换器的应用显得十分重要。一般来说，该结构中的太阳能电池阵列办出的电压为直流电压，在使用时，首先会经过Boost电路，实现直流电压升压操作，当电压达到相应标准要求后，再通过逆变器开展工频电转换操作，完成电网的一系列输入操作。另外，在该系统之中，应用的电池主要以铅酸蓄电池为主，该种电池可以通过功率控制器在，最大限度的实现电能双向流通，让充电器对蓄电池进行相应的充放电管理。实际负载分级选择上，工作人员还应做到负载的有效调节，让系统始终处于稳定运行状态。从这里也能够看出，通过交流母线微电网结构以及直流母线风光互补结构对比，系统扩展性得到了稳步提升，微电源也能通过逆变器接入到电网系统之中，容量提升极为明显，而且该种结构的运行方式较为灵活，除了可以提升系统性能外，还能满足用户的多样化需求，应用效果十分明显[2]。
1.3其他优化调度因素
除了上述结构完善操作外，想要实现风光互补发电微电网系统优化操作，企业应保证人才管理、结构安装以及设施维护等操作的顺利执行。首先，相关部门要做好技术人才选拔，并借助于系统化培训，提升技术人才的工作能力，为后续相关工作的开展创造有利条件，维护系统的正常运转。其次，工作人员还要提升对结构安装过程的重视程度，严格按照设计图纸内容执行相关操作，一旦发现问题，应立即进行相应的处理操作。再次，工作人员还需要做好系统定期维护，避免出现系统和设备故障，导致调度效率下降。最后，保证制度的完善性，制定完善的预警和监督等制度，只有这样，才能控制好整个光电互补发电微电网系统调度过程。
2.风光发电系统
首先，在风力发电之中，主要是将风动能转换成机械能力，主要组成部分是在风电升力或者是阻力作用下能够自由旋转的转子。由于风力机转子结构形成和安装方式等存在差异，风力机也能分成几个不同类型。例如，按照转子轴位置不同，可分成水平轴耦合垂直轴风力机。根据风力机浆距角是否能够调整，分为定浆距和变浆距风力机等等。系统运行时，当风流过风轮平面时，浆液也会受到推力以及转矩作用，其中，推力方向以及风轮选转平面始终处于垂直状态，保证风轮能够处于旋转状态。由于浆叶参数会随着浆叶长度的变化而变化，这也导致桨叶上各点推力和转矩同样处于变化状态。实际桨叶所受到的总推力以及总转矩，应是各点推力和转矩的总积分[3]。
反观光伏发电，太阳能电池板瞬时发电能量容易受到参数和环境变化影响。在具体研究模型确定上并不复杂，主要由一个非线性电流源以及一个内在电阻构成。在实际光伏电池板设计上，主要是通过串并联方式，建立光伏阵列，之后将电能通过并网逆变器等并网设备，将其输送到电网之中，实现对系统最大效率点的有效跟踪，这也是维护光伏发电效率最大化的有效方式之一。相比之下，光伏电池结构和二极管PN结很接近，可以借助于光伏打效应将电能输出。
3.电力调度对风光发电占比的定量控制方法
3.1控制风光发电占比手段
想要保证风光发电占比的有效控制，最为常见的方式包括以下两方面：第一，根据用户的具体意愿，适当提升系统负荷，根据实际异步联网型电网，可以根据电网实际运行情况，增加输送电力，这也是系统负荷增加的主要因素。第二，适当调减风、光发电电力。在上述两种方式的作用下，其他类型电站需要承担相应的电力缺口，保证电网始终处于平衡运行状态。
3.2定量控制风光发电占比方法
相关电力调度人员需要根据具体的负荷预测，制定相应的发电计划，真正做到电网运行的实时调控。虽然整体负荷预测准确率处于不断提升状态，但电网故障和缺陷依旧有很多不可预见的情况，实际预测偏差会大大影响调度员预控风光发电占比，实际控制上，也要对实际和预测偏差进行比对。想要通过增加系统负荷，让风、光发电占比降低到n%，具体计算公式如下：
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该式中，Pt代表风光发电占比降到n%时需要增加的负荷量；Pf代表预测风、光发电电力；Hf代表实际风光发电电力和预测值偏差。实际工作之中，涉及到增加系统负荷以及调减风光发电电力两种手段同时使用的情况，如果先增加系统负荷，再调减风光出力，工作人员还需要在原有基础上进行系统创新，保证整个系统的合理运转[4]。
3.3具体算例
为了方便研究，人们可以假设n%=45%，某日9:00到10:45的负荷预测情况如表1所示。
表 1 9:00到10:45负荷预测情况
实际电力调度操作的执行，应通过先增加负荷，在调减风光发电电力方式，将风光发电占比控制在45%以内，此时，人们可以假设负荷增加量最大为500MW，为后续计算研究工作的开展创造有利条件。从数据中可以看出，在9:45到10：:4之间，除了负荷提升外，风光发电电力需进行调减操作，根据计算可知，实际风光发电占比定量控制需要保持在45%左右。一般来说，电力调度在9:00之前，工作人员应尽可能做到负荷增量和风光电力的有效调减。
3.4风光互补发电系统数学模型
当日光照强度处于较高状态时，风力一般不会太大。在晚上，由于温差较大，气流量随之上升，让风力处于增强状态。白天光照强度较高，太阳能电池能够将吸收到的光能转变成电能，确保负载始终处于工作状态，对于剩余的电能，则会存储在蓄电池之中。夜间，风力有所增加，风机叶片也会将机械能转变成电能，供负载使用，多余的电能同样会存储在蓄电池之中。如果即不存在光照，也没有风能，蓄电池中的电能将会得到利用，让电力系统处于稳定运行状态。从这里也能够看出，风光发电占比控制能够将电力系统电能供应问题解决，维护电网的稳定、连续供电[5]。
3.5协同调度优化算法
实际目标优化过程中，单目标和多目标存在明显的不同点，其中，单目标优化可以得到一个最优解，多目标优化的优化目标一般在2个以上，如果集中在一个搜索方向时，各个优化目标之间也会相互制约，此消彼长。而且多目标寻优获得的是一组非劣解集，也被人们称之为帕累托最优解集。站在电力调度下风光发电占比定量控制角度来说，需要重点考虑的因素有系统总成本、失负荷率等等，最终将一两个目标寻优问题解决。
4.结论
综上所述，随着化石能源的日渐紧张，以及发电过程中带来严重污染问题，使得风、光等可再生能源发电技术应用变得十分重要。但在新能源发展过程中，实际特性会对电网产生极大影响，应用时，相关部门要控制好风光发电占比。调度工作之中，为了更好的满足系统参量要求，应呈现出较高的控制准确性。
参考文献
[1]郭政钦.基于人因风险的电力调度值班操作任务分配方法分析[J].中国设备工程,2020(23):67-68.
[2]王雅婷.电力调度自动化网络安全与实现技术[J].中国设备工程,2020(22):202-204.
[3]郑炎.电力调度中信息整合技术的应用研究[J].科技创新与应用,2020(34):177-178.
[4]吴国梅.如何提升电力调度监控运行可靠性[J].科技风,2020(32):187-188.
[5]王纪旋,王文林.基于随机森林算法的电力调度对象技能等级算法模型构建[J].电工技术,2020(20):48-49.