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新能源电力系统优化控制方法及关键技术探究李宝燕

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：李宝燕张明

[导读] 摘要：近几年，资源短缺，气候复杂多变，环境污染严重，随着世界科技的不断进步，促进了电力系统可再生资源的建设，已经逐渐取代传统电力系统，风能、太阳能、水能以及核能资源的充分利用，加速了国内新能源与国家电网之间的转型，将绿色环保，低碳生活作为国家新能源战略的主要任务。

        （国网临沭县供电公司山东临沭县 276700）
        摘要：近几年，资源短缺，气候复杂多变，环境污染严重，随着世界科技的不断进步，促进了电力系统可再生资源的建设，已经逐渐取代传统电力系统，风能、太阳能、水能以及核能资源的充分利用，加速了国内新能源与国家电网之间的转型，将绿色环保，低碳生活作为国家新能源战略的主要任务。本文主要以探究新能源电力系统优化控制及关键技术应用的探讨，借此推动电力用户主动试用新能源电力系统，推进新能源电力系统优化升级，有利于发电稳定。
        关键词：新能源电力系统；优化控制；技术
        引言
        针对原来的电力系统，主要依靠煤炭、石油等化石能源进行发电。随着发电技术的不断进步，一些可再生能源被利用到发电中来，很多可再生能源发电已形成规模。新能源发电和传统发电方式的最大不同之处在于，传统发电方式可以把发电能源进行存储，以建立起较为稳定的发电管理模式，电力系统的供需两侧可以进行控制和调节。而新能源是把可再生能源作为动力源，具有不可存储的特点，由于不确定性较高，电力系统的供需可调整性差。随着新能源发电方式的不断产生，可以更好弥补可调节性不足的缺点。新能源发电技术也可以使电力系统得到更为稳定、可靠地调控，得到安全有效的利用。
        1新能源电力系统
        1.1高渗透率的可再生能源
        把新能源应用到电力系统供电，存在着较为明显的高渗透性。由于国内的新能源多集中在西北地区，该种能源格局是由地理位置来决定的。在将来的新能源电力系统发展中，多应用在集中发展方式，还包括每个地区的分布式策略。慢慢地摆脱大电网输送，减少电能在传输过程中产生的损耗，可以使新能源电力系统可以更好地应用可再生能源。
        1.2侧向供应的多能源互补
        为了使可再生能源更好地应用到电力系统中，需要对电源、供电网络和负荷等采用技术措施来达到协调、互动，让新能源电力系统更加高效率的运行。针对侧向供应进行的多能源互补，可以归纳为如下两方面内容：（1）充分利用太阳能、海洋能、风能和水能等，使绿色可再生能源可以得到准确的预测，使获取的可再生能源高效地应用到电力系统中，把不同新能源进行补充，避免由于稳定性不高而使电力系统产生波动。（2）采用先进的电力系统控制技术，让客户可以准确地了解当前的情况，结合电力系统运行情况来掌握电价的改变，还可以按照电能应用情况进行调整。
        2新能源电力系统优化控制方法及关键技术要点
        2.1建立实时预测系统
        为解决可再生资源消耗比例高的问题，必须提高与电力相关的新能源技术水平，确保电网安全运行。因此，在未来几年，有必要不断提高新能源调度的技术水平，研究并建立具体的风电机组仿真模型，即风电场、光伏发电模块和光伏变电站，仿真分析平台建设，新能源发电并网发电系统；产品开发电站实时检测系统，实现风电场资源的实时信息和运行监控；产品研发可应用于平原、盆地及山地等地形，以及暖温带季节性气候、大陆性气候、热带季节性风力发电预测系统。有助于提升电力网的调节控制力，增加电力网运转的灵活性，通过区域电力网的互联互通，发挥相连电力网的间接储能功效，以实现资源调优利用，并降低系统总成本，同时，也要通过集中型和分布式储能技术相结合，统筹协调性来增加电力网孤网能力。
        2.2电力系统以及电瓶车的相融
        将新能源电力系统与电瓶车相融合，运用更多的清洁能源，随着电瓶车的普及，越来越多的电瓶车开上街道，那么，作为必要的基础设施，发展也必须得跟上。另外，如何高效化地把它们相融到电力系统中，也是一个探索。各个国家的合作能帮助我们在这方面完成“1+1=2”的功效。同时，让我们也要在各个行业，在有利益相关的方面，包括交通领域、电能领域密切合作。

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让我们相信新能源汽车以及电力系统，不论是在电力网方面还是在地方，通过一系列的技术性解决方案能紧密融合。再者，在市场监管这方面政策的适应，或者说是调节，也将能使这样的融合迅速发生。
        2.3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。
        2.4负荷响应技术
        新能源电力系统不具备较强的抗干扰能力，如果外界环境存在着较大的电磁干扰时，电力系统的可靠性、安全性就会受到影响，严重情况下会使得电力系统完全瘫痪，需要使电力系统具备承受更高峰值的能力。充分发挥出电力设备集中布置的优点，使得供电距离得到保证。也就是使电力设备在单位时间内可以共同来承担电力负荷，需要制定出新能源协同响应管理制度，采用技术手段来对电力负荷进行配置，进行电力系统运行大数据的分析和应用，可以在将来实现对电力系统的供电和需求侧进行互补。
        2.5云端智能综合控制技术
        电力系统运行数据比较复杂，存在着多种逻辑控制关系，需要不断优化和改进运行数据处理系统。随着云计算技术的不断发展，云端智能综合控制技术已经被引到新能源电力系统控制中来。采用云存储技术可以实现对电力系统运行数据的灵活应用，使得运行数据互通性得到不断增强。电力系统的规划和调度可以通过云计算技术得到高效实现，有效地提升了电力系统的协调性。还可以实现电力系统的智能化管理及调整，减少对系统资源的占用。
        2.6广义模型和方法集成技术
        由于对新能源电力系统进行建模具有很高的复杂性，需要应用专业性技术把普遍采用的建模办法和算法进行拓展，从而满足新能源系统。当前，多采用广义模型和算法集成技术。采用识别推理办法，通过建立起模型数据库、知识库，利用专家系统来对新能源电力系统模型进行判断和识别，从而满足控制算法的要求，可以从模型库中提取满足具有实用价值的数学模型，并进行推理计算来进行拓展。应用识别映射办法，需要采用图像识别和网络识别等技术，对现存新能源数学模型和计算方法进行分析，了解是否能满足新能源电力系统需求，并创建大系统模型和新能源模型间的对应关系。应用推理映射方法，需要把非线性映射和知识推理进行高度地结合，可以把其他类型大系统数学模型和控制算法应用到新能源电力系统中，从而建立起新型的自学习模型。
        3结束语
        总而言之，在未来的大部分时间里，新能源电力系统关键技术和控制方法的转化升级会逐渐成我国电力系统发展的主要目标，只有真正实现新能源电力系统的自由使用，才能慢慢化解科技进步与环境资源之间的冲突，才能真正进行科技的全方位的研究投入，推动世界的进步，为人们的理想生活带来真正意义上的改变。然而，国家相关电力系统与新能源技术的融合研究还不够成熟，还需要国家大量的研究投入来缩短新能源电力系统的推广时间。
        参考文献：
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        [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，2016，36（3）：681-691.
        [4]孔令国.风光氢综合能源系统优化配置与协调控制策略研究[D].北京：华北电力大学，2017