新能源发电系统控制技术研究

新能源发电系统控制技术研究

蒋彤旸

湖北省路桥集团市政建设工程有限公司   湖北省武汉市  430056

摘要：电力系统的用电负荷状况正在处于不断变化中，需要运用独立的电力系统保障电能的供需平衡，确保工作系统的频率维持在正常范围之内，提高系统内部用电质量，确保电力系统的功率达到实时平衡，确保发电机组的出力状况随着时间变化而变化，提高系统运行的安全稳定性。电力机制需要确保能量的供需平衡，运用有效的方式存储电能，制定好中长期的电量负荷规划目标，短期负荷的优化调度策略，提高自动发电控制机制的工作效率，实现对电源侧的控制，确保系统运行时电网的稳定性，采取去除负荷的方式维持电网运行的稳定性。新能源并网容量不断增加，不确定因素不断增加，电力系统面临的挑战日益增加，需要加大控制策略，提高自动发电系统的控制效率。

关键词：新能源发电技术；电力系统；有效策略

引言

据统计，截至2023年第一季度，我国风电装机3.8亿kW，光伏发电装机4.4亿kW。在新能源发电系统得到广泛应用的背景下，由于光电和风电的不稳定性，在并网时给电网稳定运行带来的冲击影响也更加明显。储能系统可以将风机和光伏电池板产生的电力储存起来，经过调压、稳压后保证电压恒定，然后再并入大电网，从而减少并网冲击影响。在并网要求日益严格和新能源发电总量不断增加的双重影响下，传统储能装置已经无法满足使用需求，混合储能装置的应用前景更加广泛。在这一背景下，本文对蓄电池与超级电容器构成的混合储能装置的控制策略和应用效果展开了探究。

1新能源发电技术概述

在当前阶段，我国正处于科技进步与能源转型的交汇点，众多创新的新能源技术在电力行业蓬勃发展。地方各级政府正努力将这些先进技术应用于区域电力生产领域。在发电效率和系统稳定性方面，新型能源技术相比传统燃煤发电具有较大优势，因此电力行业的发电模式正在逐步向新能源转型。然而，我国电力产业的主导形势仍然是燃煤发电，且尚未在大规模层面上融合新能源技术，造成能源效率低下和城市绿色建设进展缓慢。为解决这一问题，燃煤发电站需要积极采用新能源技术，以支持政府在能源节约和减少环境污染方面的目标。尽管初期需要一定的资金投入，但这是确保行业长期稳定发展的必要步骤。在实施新能源技术之初，业内专家需对其属性及应用价值进行深入探究，据此引导技术的研发和实际操作，以确保电力供应的稳定性与安全性。新能源技术的核心特征涵盖：（1）运用可持续、环境低影响的能源资源进行电力生产；（2）在生产过程中不产生有害排放，对生态环境的影响微乎其微。伴随我国电力产业的不断发展，多种新能源技术应运而生。为发挥新能源技术的最大效用，全国范围内政府机构正积极促进相关基础设施建设，推广新能源技术的广泛应用。在电力行业实际情况中，水电和风电成为了主流新能源选项，同时太阳能的应用也日渐普及，并展现出良好的效果。在具体执行阶段，地方政府和传统火电站需根据各自地理特点进行全面考量和选择，确保电力供应的持续稳定与安全。

2新能源发电系统控制技术研究

2.1多措并举，保持新能源项目高速拓展

为实现2030年全国12亿kW的装机目标，快速推进项目拓展依然是国有发电企业工作的重中之重。为提高土地的利用率，方便项目拓展，提出以下拓展思路：第一，推进沙漠、戈壁、荒漠地区的大基地建设。这些土地贫瘠地方往往拥有优质的风力或太阳能资源，推进新能源项目不仅可以提高土地利用率，结合“光伏+治沙”等方式提升生态效益和经济效益，还可以实现规模效应，方便统一维护，降低用电成本。第二，加强推动“新能源+”商业模式发展。“新能源+”具有多种衍生模式，如“光伏+治沙”“光伏+渔业”“光伏+林业”“海上风电+海上牧场”，能够增加可利用土地资源，还能带动当地产业的发展，与乡村振兴结合提高地方经济收入。国有发电企业应继续探索更多的结合模式，推动“新能源+”项目的发展，在为企业带来项目资源的同时，为当地指明新的产业发展方向。第三，发展海上风电，推动设备国产化。我国发展海上风电具有很多优势：我国海岸线长、近海风能资源储量较大，海上风速高、风机单机容量大，且海上风电可以靠近东部负荷中心，可以实现就地消纳。海上风电商用化最大的困难是海上风电成本高于陆上风电，加强设备国产化、增强规模效应、降低海上风电成本，海上风电将拥有比陆上风电更广阔的发展前景。第四，拓展分布式新能源项目，发展综合智慧能源。分布式新能源项目和综合智慧能源结合，能重塑能源行业商业模式，从单向供给到智能互动转变，降低用户侧的用能成本，提高综合能源利用效率，提高终端用能中的新能源比例，解决电网消纳问题。条件允许的情况下，可推动分布式光伏和建筑深度融合发展，探索绿色建筑新方向。

2.2引用可平移及新型用电方式

在新能源电力系统的用电侧运用友好响应的方式能够避免随机波动的出现。在负荷出现平移时，输电线路的投资力度会变小，需要提高电网设备的利用效率，承担起调频的任务，充分发挥出旋转储备设备的作用，避免恶劣天气的影响，确保电网系统可以安全运行。系统内部含有大量可移动负荷，需要制定相关政策、灵活调整价格机制，在特定的技术条件之下发挥出平移负荷的重要价值，提高接纳新能源电力的能力。随着社会发展水平及经济实力的不断提高，可以运用新能源系统及智能化控制方式改变人们的用电方式，建立起人与自然和谐共生的局面，扩展电能的可持续发展空间。可以通过更新用电设备的方式获得更加精准的电网数据信息，在通信网络、智能电表等技术基础上研发出控制家庭电能的网关，运用智能计量方式完成用电信息的采集工作，丰富测量系统的性能，为新型用电方式提供强有力的数据支撑。可以将用户的正常生活作为前提条件，运用价格调控及市场调整手段，确保用户能够积极主动地参与到电网互动活动中，提高能源控制效率，确保电网系统能够顺利、有效地运行，开辟良好的电网工作局面。

2.3光伏发电技术

光伏发电系统并网后，对现有电网结构产生的影响需严格监控。专业操作团队需关注以下几项关键事项：（1）精确控制光伏发电的输出功率，以最大程度降低对原电网的负面作用，确保光伏输出功率不超过相关变压器容量的18%。（2）清晰区分光伏系统与工业电力系统的界限，以便在必要时可切断直流供电，保持变压器的稳定性。（3）在电网发生故障时，光伏系统可能向负载端输送电流，这可能对周边设施及人员安全造成风险。因此，确保光伏系统的防护装置处于良好运行状态至关重要，以便在系统过载或频率异常情况下能立即隔离故障区域，维护整个电力网络的安全与稳定。

结语

为了应对新能源发电并网时对电网系统产生的冲击影响，在发电端需要推广使用混合储能装置，抑制风电和光电的功率波动量。由蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统，能够充分发挥两者之间的互补性，一方面利用超级电容器优先抑制高频的功率波动分量，从而为蓄电池的充电、放电留出足够的反应时间；另一方面，利用蓄电池SOC控制策略，预防过充、过放问题的发生，提高了混合储能系统的应用效果和实际寿命。在新能源装机总量不断增加的背景下，混合储能系统的应用前景广泛。

参考文献

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