新能源发电并网控制技术及应用

新能源发电并网控制技术及应用

苏安红

广西卓洁电力工程检修有限公司，广西 南宁 530000

摘要：新能源发电并网控制在实现可再生能源大规模应用和电力系统可持续发展方面起着至关重要的作用。通过科学合理的控制和管理手段，可以有效解决新能源并网带来的挑战，推动能源转型和清洁能源发展。本文结合新能源发电并网控制技术及应用策略进行分析，以供参考。

关键词：新能源；发电并网控制技术；应用

1新能源发电并网控制的重要作用

新能源发电并网控制在现代电力系统中扮演着重要的角色，新能源发电具有波动性和间歇性的特点，如风能、太阳能等，其发电量受天气等外界因素影响较大。通过并网控制系统，可以实现新能源与传统能源的平衡，确保电力系统的供需平衡，提高系统的稳定性和可靠性。

并网控制系统可以根据电力系统的负荷需求和新能源资源的实时状况，合理调度和优化运行各种发电设备，最大限度地提高可再生能源的利用率，减少对传统化石能源的依赖，促进能源结构的优化和清洁化。大规模并网会对电网的稳定性和安全性带来挑战，如电压波动、频率偏差等问题。通过并网控制系统，可以实时监测电网的运行状态，采取相应的调节措施，维护电网的稳定运行，防止发生电力系统的不稳定甚至崩溃。新能源发电的加入增加了电力系统的复杂性和不确定性，要求电力系统具备更高的灵活性和响应能力。并网控制系统可以实现电力系统的快速调节和灵活运行，适应不同的运行模式和环境变化，提升系统的应对能力和适应性。通过合理优化新能源发电的调度和运行，以及实施灵活的电力系统调节措施，可以降低电力系统的运行成本。合理利用新能源资源，减少传统发电设备的运行和燃料消耗，降低发电成本，促进电力市场的健康发展。

2新能源发电并网控制技术及应用策略

2.1功率预测与优化调度

利用气象站、气象卫星等设备采集气象数据，包括风速、风向、光照强度、温度等信息。这些数据对于风能和太阳能发电预测至关重要，能够帮助预测新能源发电的潜在产能。监测新能源发电设备的实时运行状态，包括风力发电机组的转速、光伏发电阵列的输出功率等。通过实时监测设备状态，可以及时发现异常情况并进行相应处理。基于气象数据、发电设备状态等信息，建立新能源发电功率的预测模型。常用的预测方法包括时间序列分析、人工神经网络、支持向量回归等，通过对历史数据的分析和建模，预测未来一定时间段内的发电功率。结合电力系统的实时负荷需求和新能源发电预测结果，采用优化调度算法对发电设备进行调度。优化调度算法可以最大限度地利用新能源发电，同时保证电力系统的供需平衡和稳定运行。设计合理的协同运行策略，使新能源发电设备与传统发电设备之间实现有效的协同运行。根据实际情况调整新能源发电设备的输出功率，避免对传统发电设备的过度依赖，同时保证电力系统的运行安全和稳定。

2.2电力系统调度与调节

新能源并网后，调度中心通过实时监测电网运行状态，包括电压、频率、负荷等参数的变化情况，及时掌握电力系统的工作状况，为调节新能源发电设备提供准确的依据。根据电网实时状态和负荷需求，采用自动化调节设备对新能源发电设备的输出进行调节。例如，风电场可以通过控制风机叶片角度或转速来调节输出功率，光伏电站可以通过调节逆变器的工作模式来控制输出功率。利用新能源发电设备的灵活性，参与电力系统的调峰填谷。在负荷高峰期，通过增加新能源发电的输出来满足负荷需求；在负荷低谷期，适当降低新能源发电的输出，以避免电力系统过载或频率偏离。新能源发电的波动性可能会导致电网频率和电压的不稳定。通过调节新能源发电设备的输出，保持电网频率和电压在合适的范围内，确保电力系统的稳定运行。在电力系统发生故障或突发事件时，调度中心需要及时响应并采取措施保障系统运行安全。新能源发电设备可以作为应急备用资源，参与故障处理和应急响应，维护电网的稳定性和可靠性。

2.3电能存储技术

电能存储设备可以缓冲并平滑新能源发电的波动性。当新能源发电设备产生功率波动时，电能存储设备可以吸收多余的电能或释放储存的能量，确保向电网输出的功率平稳，减少对传统发电的依赖。电能存储设备能够快速响应电力系统的频率变化。当电网频率偏离正常范围时，储能系统可以提供辅助调节，通过释放或吸收储存的能量来调节电网频率，维持电力系统的稳定性。通过对储能系统的充放电控制，可以调整新能源发电设备的功率输出。在电力系统负荷高峰期，可以利用储能设备释放储存的能量来满足负荷需求；在负荷低谷期，可以通过储能系统吸收多余的电能，降低新能源的功率输出，以防止电网过载。储能技术增加了电力系统的灵活性和可调度性。在配合其他控制技术的情况下，储能系统可以快速调整输出功率，实现对电网负荷变化和新能源波动的快速响应。传统的调峰机组等储能方式通常成本较高且响应速度较慢。引入电能储存技术后，可以降低对这些传统储能方式的依赖，提高电力系统的经济性和可靠性。

2.4智能电网技术

智能电网技术是一种结合物联网、大数据和人工智能等技术，旨在实现电力系统的智能化管理。通过传感器、智能仪表等设备获取电力系统各个节点的状态信息，包括电压、频率、负荷、电能质量等数据。这些信息可以帮助监测系统运行状况，并实时识别潜在问题。利用大数据分析技术对采集到的电力系统数据进行处理和分析，从而找出系统运行中的潜在问题、优化空间和预测模型。通过数据挖掘和分析，可以识别潜在故障风险、优化系统配置和提高能源利用效率。基于人工智能技术，通过智能算法对电网进行精细化调控，包括对新能源发电设备的调度、对储能系统的控制、对负荷的动态调整等。智能控制系统可以快速响应并平衡电力系统的供需关系，降低系统对传统峰谷调节设备的依赖。智能电网技术使电力系统具备更好的自适应能力，可以根据外部环境和内部状态变化迅速调整运行策略。这使得新能源和传统能源系统能够更好地协同运行，并提高电网的响应速度。智能电网技术有助于不同设备之间的协同工作。通过智能的通讯和控制系统，设备之间可以实现更高效的协同，从而实现对整个电力系统运行状态的全面优化。

2.5微网技术

微网系统通过连接新能源发电设备（如太阳能光伏、风力发电等）和局部负载，形成一个相对独立的小范围电力系统。这种连接可以是单一能源或多种新能源的组合，以满足当地负载需求。微网系统内部的新能源发电设备可以满足微网内部的能源需求，实现能源的自给自足。通过合理配置和管理微网系统内的能源资源，可以在一定程度上减少对外部电网的依赖。微网系统内部可以实现对能源的局部调节和优化。通过智能控制系统，可以根据当地的能源供应情况和负载需求，灵活调整新能源发电设备的输出，以及合理利用储能系统进行能量存储和释放。微网技术可以提高供电系统的可靠性和安全性。在局部故障或外部电网故障时，微网系统可以自主运行，并通过本地资源满足负载需求，减少停电风险，提高供电的连续性和稳定性。制定适应新能源发电的电力市场规则，鼓励新能源发电商参与市场竞争，并通过市场机制激励新能源发电的优化调度和运行。实施可再生能源配额制度、发电补贴政策等，促进新能源发电的发展和利用。

结束语

新能源发电并网控制技术是指将可再生能源（如风能、太阳能等）发电系统与传统电力系统有效地连接并协同运行的技术手段。综合运用技术手段，可以有效解决新能源发电并网带来的挑战，实现新能源与传统电力系统的协同发展，推动电力系统向智能、高效、清洁的方向发展。

参考文献：

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