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新能源电力系统控制与优化

孙尧

国网内蒙古东部电力有限公司新巴尔虎左旗供电分公司,内蒙古自治区,021100

摘要: 随着传统能源的枯竭,利用新能源进行智能电网建设已经成为时代发展的必然趋势,但使用新能源进行电能生产具有一定的间歇性和随机性,将其并入电网当中会加大电网的控制难度,而这正是导致对新能源电力进行消纳存在困难的主要原因,根据我国在能源方面的发展规划,要逐渐将新能源从辅助能源向主导性能源过度,形成新能源的电力系统,该系统使得各方面的联系得到了有效的增强,而针对新能源电力系统进行深入的研究,对控制及优化理论和方法进行创新,对于新能源电力消纳问题的解决具有至关重要的作用。
关键词: 新能源;电力系统;控制;优化
DOI:10.12721/ccn.2022.157008
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1新能源电力系统的概况与特点

天然气、煤炭以及石油等都是不可再生的资源。但是这些资源对于我们的生产生活而言是十分重要的,我国的电力系统就是利用其进行发电的。但是利用这些资源进行发电,一方面消耗了大量的不可再生资源,另一方面也给环境造成了严重的污染。这是不符合可持续发展战略的。因此为了减少对这些能源的消耗,保护环境,降低污染,人们开始研究并利用可再生的资源进行发电。但是实际上可再生资源也存在着一定的问题,就是其不能够进行存储,存在着很多的不稳定因素,进而使得电力系统的双侧供应可调控性相对较差。新能源的出现就是为了有效的解决这一问题,在保证稳定供电的情况下,更加高效与安全的应用可再生资源。

新能源电力系统的主要特点包括以下几点:第一,渗透率较高,资源可再生。目前,我国的新能源主要是在新疆、甘肃等地区应用,在地里位置上而言,这是相邻的两个省份,这样就不需要进行远距离的电网输送,一方面节省了成本,另一方面则高效的利用了可再生资源。第二,侧向供应多能源互补。其特点主要表现在两个方面。其一,供应。其二,需求。供应指的就是利用太阳能、风能等绿色能源与先进的科学技术进行发电。保证电力资源的绿色、安全、稳定的供应。并且通过科学技术可以使这些能源之间形成优势互补,如此就解决了由于稳定性较差所造成的一些问题。需求方面则主要指的是满足用户的具体需求。根据目前电力系统中的技术,用户可以详细的获知自身用电的情况,同时也可以准确的知道电力系统的运行情况,以便于用户对用电方式与策略等进行调整。

2新能源电力系统的优化控制的方法

2.1友好型控制方法

与传统的能源形势向比较而言,太阳能、地热能、风能等作为新能源,通过友好型的控制方法,可以提供更加稳定与高效的电力输出。具体而言,新能源电力系统友好型控制的方法,主要就是对历史记录的数据、对天文气象的预测数据等用先进的科学技术与经验进行解读,然后在分析出可控制的手段或者是方法。实际上这就是对新能源发电功率进行预测。利用友好型控制方法,可以有效的环节电网调峰的压力。从目前我国新能源发展的现状来看,优化其控制方法,对发电功率进行预测已经成为了一个十分重要的方式。因此为了促进新能源的发展,我们要从更加细致的角度出发,完善友好型控制方法。此外,太阳能发电、潮汐发电等各种新能源之间,还应当充分的利用自身的优势,形成优势互补,以促进新能源在我国电力系统中更好的应用。

2.2多源互补控制方法

新能源的形式是多样化的,例如太阳能、风能、地热能等,由于其形式不同,导致在利用其发电时,也存在着不同的优势与劣势。而想要促进新能源电力系统的优化,就应当采用多能源互补的方式。传统的能源,例如煤炭资源、水利资源等,其在发电时主要的优点就是稳定。而这些就可以同新能源中不稳定的电力输出形成互补。多个能源之间互相补充,协调发展,才能够使达到电力系统达到平衡的状态。从我国的实际情况来看,可以存储的又灵活的资源是极度匮乏的。我国的煤炭资源相对较多,但是由于人口基数大,能源利用率低,使得我们必须提升燃煤能源。如此才能够实现与可再生资源之间的互补。

2.3双侧资源控制方法

就目前而言,我国各个企业、各个行业之间的竞争都十分激烈。与其他的生产方式向比较而言,电力资源的能耗低,污染少,可以有效的降低生产成本,提升竞争能力。所以各个行业的用电量也在迅速的增长。换言之,就是社会对电能的需求量在迅速增长。我们原来是采用单侧资源控制的方式来控制电力系统,但是面对庞大的电能需求,这一方式已经不再合适。针对新能源电力系统,我们可以采用双侧资源控制的方式。双侧资源控制的方式有着随机波动的特点,因此其就可以较短的时间内实现资源的合理配置。不但有效的减少了误差,同时还提升了电力系统的稳定性。

2.4基于分布式能源的微电网控制

微电网实际上就是一个小型的发配电系统。利用微电网的主要目的有二,一方面可以有效的促进对分布式电源的应用。另一方面,由于分布式电源的数量大、形式呈现出多样化的特点,导致出现电源并网难的问题。微电网则可以有效的解决这一问题。从实际上来讲,微电网中的分布式电源是十分巨大的。并且其每一个种类都存在一定的差异,但是我们却不能够明显的区分出其电压等级之间的差异。因此对其进行控制并非易事。对微电网进行整体上的控制,就是以对分布式电源、储能装置以及负荷的控制方法为基础,促使其各个设备与环节之间可以协调发展与自主运行。微电网控制的关键则在于促:进并网与孤岛双模式运行,并且还可以在这两种模式之间实现平滑切换。

3新能源电力系统的技术创新和发展

3.1加强电源响应技术的开发

在新能源电力系统的主要发展当中,电源响应技术的主要技术突破点在于,要及时的结合国外先进电力发展技术,将主要的电源响应新技术进行学习和研究,以不断完善对我国现有新能源电力系统的控制。主要措施在于:首先,提高主要的电力系统的完整性,将必要的新能源发电形式进行整合,逐步的开放电网,实现电力的公平接入和整体的调配,从而保障新能源电力系统整体的长效发展。

3.2提高负荷控制技术

在新能源电力系统的正常运行中,经常会出现电力负荷过大或过小的情况,主要原因在于,实际的新能源发电,利用风能和太阳能及水能,这些天然资源的主要缺点在于,会时刻随着天气、温度、地理位置和其他外部因素的影响,而产生发电效率和功率的变化,并且这种变化在实际的环境中是不可控的,因此对于新能源电力系统中主要的负荷控制就显得尤为重要,要不断的加强对各种能源发电效率的实际检测,做好主要的负荷变化防御准备,以提高现有的新能源电力系统技术创新和发展。

3.3综合控制技术

由于电力系统的组建和运行,在实际的规模化发展中,跨区域比较多,所以对于电力系统的统一管理就显得尤为重要,主要的方式是在于,在新能源电力系统的发电和输电环节中,加强监管和控制,并及时与主要的调配机构进行联系,以保证最终的电力生产和运输效率及安全。从而逐步完善现有新能源电力系统的技术创新和发展。

4结语

综上所述,新能源的规模化消纳困难已经成为限制我国能源结构转型的关键问题,想要使我国的新能源电力系统的控制得到进一步的优化,需要结合当前我国新能源电力系统发展的具体情况,制定相应的控制优化措施,并对其进行合理的应用,只有如此,才能实现新能源电力系统的不断深化,从而推动电力产业的现代化发展。

参考文献:

[1]刘吉臻,王玮,胡阳等.新能源电力系统控制与优化[J].控制理论与应用,2016,33(12):1555-1561.

[2]刘故帅,肖异瑶,贺禹强等.考虑新能源类型的电力系统多目标并网优化方法[J].电力系统保护与控制,2017,45(10):31-37.