新能源电力系统优化控制方法及关键技术

新能源电力系统优化控制方法及关键技术

李宁,董文静

天津天大求实电力新技术股份有限公司 天津 300392

摘要:资源问题、环保问题成为当今社会关心的焦点,积极开发新能源成为未来发展趋势,而以风能为代表的新能源,由于它的不确定性可能会对电网造成巨大冲击。新能源电力系统控制技术,必须充分利用电力系统的自身特性,以保证动力系统在安全性条件较差的情况下,实现新能源电力系统的安全以及平稳的工作。同时对于进行新能源电力系统运营过程的优化设计与管理,还必须建设起完备的技术管理体系,使动力系统朝着自动化、可操控性、智能化的方向发展。

关键字:新能源;电力系统;关键技术；优化控制

引言

新能源对接入电力多目标优化调整起到了不容小觀的效果,能够先整合能量结构后再运用,使各种常规能量的调峰能力到达最高,并利用各种先进手段的使用有效地调控风电场,进一步扩大了跨区域发电交易规模,从而达到降低了用电成本并达成了绿色环保和可持续发展的目的。

一、新能源电力系统发展现状

新能源电力相比于传统的常规电力能源,拥有资源利用量大、布局广、新环境保护、可持续经济发展等优点,不过对开发方面的科技需求也相当高。目前,在新能源电力系统中着重蓬勃发展的项目有风电、太阳光、核电、地能量、风水能等。但由于新能源电力的蓬勃发展时期还比较短,在发电储存、稳定等方面,都还需进一步的科技保障,而且要有巨大的资金投入,不过随着新型能源技术的迅速蓬勃发展,新能量发电成本也将会逐渐下降,和传统资源电力系统比较的,优点将会逐渐凸现出来。但新能源动力系统蓬勃发展中还是存在薄弱环节,科技保障水平和管理体制也亟待进一步提高。目前,中国太阳能、核电等新兴能源研发的技术与国内外水平仍然存在着一定差距,外国的科技垄断也导致中国需要自身开展科技研究,而且由于技术研究还需要巨大的资金投入,因此前期开发新能源技术电力的花费将大大超过我国的能源供给。另外,科技自主开发还需资金、人员、仪器等,虽然上述情况在目前的中国已经发生了较大改变,但技术研究水平与市场迫切要求之间仍然具有一定差距。

二、新能源电力系统优化控制方法

2.1新能源电力系统多能源互补控制

这种管理方式是运用电力或水利的发电模式的稳定性,来对风力、核能等各种绿色能源不平衡电能的加以控制,从而让各种能量实现优势互补,进而使电力系统达到均衡水平。从我国的绿色资源利用现状出发,需要去开发相应的灵活资源,而对于煤炭资源储备相对充足的我国来说,可利用煤炭资源来为新能源电力系统加以填充,进而提高电力系统的利用效率。

2.2微电网控制

微电网控制技术能够将各种分布式发电系统进行有效组合,能够更好地为本地负载实现配电,从而具有更好的配电灵活性。微型供电体系中还存在着多种不同方案的分布式供电,能够对现有供电容量加以拓展,从而充分发挥应用于可再生能源上的效果。例如,电动汽车由一个分布式能源微供电达制,在供电高峰期时能够将储存的能量加以合理地使用,能量又可转化为驱使电动汽车行驶的机械能,可在供电高峰期时直接为电力系统提供能源。

2.3双侧资源控制

与以前应用的传统电力系统进行了对比分析,应用的传统的发电方法会伴随新能源发电规模的变大而增多,只应用传统单侧电能方式根本无法适应国家对新型环保绿色生态电能的发展需求。随着物质需求的快速增加，原来的单向能量供应和利用要求早已被突破。但是,目前面向新能源电力系统所实行的双侧能量控制,由于存在着明显的双随机波动性,为更好地解决好能量发电的协调问题,通过尽量地降低误差来提高电力稳定性,就可以使整个新能源发电体系得以合理的利用。

三、新能源电力系统关键技术

3.1大数据系统技术

通过对能量流、信息流的管理、配置和完成等一系列的可协调性、稳定性和能通性方面的研究,使数据传输得更全面,更快捷。除此以外,大数据分析技术还具有处理、解释、储存等多种特性,特别是新型的大数据分析整合技术和可视化技术等应用,为新能源电力系统的未来发展开阔了战略空间。

3.2电源响应技术

可以引入和消化吸收外国设计的新能源发电、输电系统以及电波控制等领域的先进技术,进而提高新能源发电的质量,需要对已有的国际输配电体系加以开放,从而使更多的电力系统运行于能够连接到国际电网的新系统,通过引入更友好的发电方式并对其他绿色再生能源系统加以补充,构建起良好的协调运行机制,完善和优化对绿色再生能源的补偿机制,促进绿色再生能源电力系统可以得到良好发挥。

3.3云端智能综合控制技术

电力系统的数据处理过程比较复杂,面临着各种逻辑控制问题,因此必须进一步完善和改善运行的数据处理系统。而随着云计算技术的进一步发展,云端智能综合控制也将引入新能源的发电系统控制中来。通过云存储技术能够实现对动力系统运营信息的灵活运用,使运营信息互通性得以进一步提升。动力系统的设计与调整能够利用云计算技术进行有效应用,有效的增强对动力系统的适应性。并能够进行动力系统的智能控制与调度,降低对整个系统资源的宏观浪费。

3.4广义模型和方法集成技术

因为对新能源电力系统的建模设计存在很大的复杂性,必须运用专业性方法和通常使用的模型手段与方法加以扩展,以便实现新能源电力系统的要求。当前,主要使用了广义模型的计算与实现方法。通过分析推理方法,通过构建起模型数据库、知识库,并通过专家系统来对新能源电力系统建模并做出评估与确定,以便符合控制算法的基本条件,然后在模型库中获得了一些有价值的数学模型,再通过进行推理运算来实现理论拓展。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。

结语

综上所述,由于受新能源发电不确定性，不安全性等特点的限制,单纯通过供需两侧调节优化难以达到电力系统运营的安全、平稳、有效运转。因此针对新能源发电系统优化控制技术展开广泛的分析与研讨,通过利用激励开发用户积极改善自身用电行为的方法,达到与供给侧资源相同的效果,有效解决新能源发电不可控性等特征的负面影响,保障供电系统的安全平稳运营。

参考文献：

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[3]杨洪亮.新能源电力系统优化控制方法及关键技术 [J].建筑工程技术与设计,2019,(20):413.

[4]戴忠.新能源电力系统优化控制方法及关键技术 [J].农村电气化,2017,(5):47-48.

[5]刘进辉.新能源电力系统优化控制方法及关键技术综述 [J].科学与信息化,2020,(6):8,13.

作者简介：李宁（1990.5-），男，汉族，山西古县人，本科，助力工程师，研究方向为综合能源微电网。

第二作者：董文静（1988.6-），女，汉族，天津人，本科，助理工程师，研究方向为配电网规划设计、综合能源服务。