新能源发电系统控制技术研究
李保
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李保,. 新能源发电系统控制技术研究[J]. 能源学报,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.157369.
摘要:
新能源发电技术的研究和开发正在加速,其在各行各业都有应用。因此,有必要对其进行深入的研究和分析,利用好发电控制仪器的重要作用,充分发挥其在多能高效互补中的重要作用,提升电网运行的稳定和安全,满足用户需求。
关键词: 新能源发电系统控制技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157369
基金资助:

1论述新能源发电方式及特性

风能、太阳能等获取方式具有较高的波动性,在大规模新能源电力系统接入电网之后,需要确保随机波动之间的能量供应平衡,获得高效率的电力系统结构,及时改变运动控制方式,产生新能源电力系统。该系统的电源由2部分组成,即新能源电源与传统电源,需要具备同时响应负荷与电功率随机波动的能力,提高电力系统运行的稳定性与平衡性。可再生能源具有高渗透性的特征,同时地理位置因素对其有着较大的影响。为了提高新能源的利用效率,可以提高供电网络与负荷技术的平衡性。为了确保供电网络、负荷等技术达到更高的协调性与互动性,提高电力系统的运行效率,可以充分利用太阳能、风能等资源,准确预测可再生能源的发展变化趋势,使其高效运用到电力系统中,避免因为稳定性较差而产生的波动性。

2制定新能源发电系统控制技术策略

2.1运用先进的控制方法,增强电网的安全防护能力

为了提高电网的输送极限,需要不断提高电网的安全防御能力,积极采取先进的控制手段,提高系统运行的安全水平。在电网保护的过程中,往往需要运用本地信息,用离线的方式制定保护控制策略,降低系统运行的极限,提高系统运行的可靠性与安全性。新能源设备的运行环境较差,工况复杂,给电网保护与控制工作带来了较大的风险。

在电网建设的过程中,智能化的程度不断提高,信息化趋势日益凸显,需要运用传感器与各种监测平台取得联系,为后续的安全防御工作奠定良好的基础。

为了有效诊断出设备出现的故障种类,可以设置安全评估等级,探究大规模设备对电网装置运行状态的影响,确保电网运行不受本地数据信息的影响,制定科学合理的保护策略与维护方法,在线评定电力系统的运行状态,探索出常见的故障信息,建立起强有效的安全控制机制,确保电力系统运行的安全性,提升其接受新能源电力的能力。

微电网控制策略是常用的先进控制策略之一,可以将多种分布式的发电方式有效结合起来,提高本地负荷的供电效率及灵活性。微电网系统中的供电源数量较多,可以有效扩充现有的供电系统容量,充分发挥出可再生资源的重要作用,在用电高峰时期存储电能,并将其转化成为用户需要的能量,能够在用电过程中持续供应能量。

2.2利用大容量蓄能,提高电网运行效率

风能、太阳能等能源在电力系统中占比较大,在远距离传输时具有较大的控制难度,运行时的稳定性较差。在外送电能时需要充分考虑新能源电力的消纳能力,使其大容量储能技术能够获得较大的突破,从根本上解决新能源电力系统出现的各种问题,降低系统扰动对储能装置性能产生的影响,使其能够快速吸收能量,给装置调整过程预留出时间,避免其出现失衡状况。

运用可以表明储能状态的动态模型能够提高储能装置的工作效率,提高储能部门的协调性,为大容量的储能系统提供强有力的理论依据,遵循电源的互补规律,制订出多元化、可调节的远距离传输计划,提高电力系统工作效率。同时,采用发电控制的方式能够提高新能源发电规模。传统单侧能源控制方式难以满足人们对新型绿色能源的要求。随着社会经济水平的提高,人们对于电能的需求日益增加,需要突破传统的单一能源供给方式,积极引入双侧能源控制方式,有效解决能源发电的配合问题,减小电力系统运行的误差,提升其稳定性,使其在未来发展过程中拥有更加广阔的发展空间。

2.3研制准确的风电功率检测手段,增强发电技术效益

为了提高新能源发电工作的能量转换效率,提高功率控制过程的灵活性,需要确保电网运行的安全性。

新能源电力系统的发电容量较小,需要高昂的设备投入,具有较低的能量转换效率,限制了大规模新能源设备的使用。风电机组能够将风能转化成为机械能,进而转化成为用户需要的电能,转换效率大约为40%;太阳能发电机组的转换效率大约为20%;水能转换机组能够将水源的重力势能转化成为动能,进而转变成为用户需要的电能,转换效率大约为90%。为了进一步加大对新能源电力机制的控制力度,需要积极探索新能源发电的原理,设计出高效的新能源发电装置,降低发电所耗费的资本,达到经济环保的目标。在风能发电过程中,风轮机的性能会影响发电效率,需要优化风轮机的结构与位置、加大对智能叶片及控制系统的研发力度,提高风轮机的捕风能力。发电装置转换率受到光伏发电的限制,需要不断改进设备结构,运用先进的太阳能跟踪系统提高发电效率,减少发电过程所需的成本。

由于新能源发电过程的波动性较强,难以准确预测出能量的变化趋势,给调度系统带来了较大的难度,限制了新能源电力的接入过程。所以,在研究过程中,需要积极研发出精确的风功率检测方法,灵活地完成对新能源单元功率的控制过程,提高发电技术效率。

用于新能源发电过程的电子设备具有较强的惯性,在扰动发生时会改变系统的阻尼特点,导致电压的耐受能力及通流能力受到较大的限制,严重影响了系统工作的安全性。所以,为了提高控制效率,需要积极研究新能源电源控制的阻尼特点,采取低电压穿越的方式,提高电网运行的安全性,为后续风电接入提供强有力的保障。

2.4实现人与自然的和谐共生,拓展电能可持续利用的空间

新能源电力系统的用电侧运用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,开拓良好的电网工作局面。

3结束语

综上所述,电网用电负荷状态是在持续变化的,因此有必要利用一套独立的电网来保证用电的供求关系,保证工作系统的工作频率在正常的范围内,改善系统内的用电质量,保证电网的功率能够及时均衡,保证机组的出力状态随时间的推移而发生变化,从而提升系统的安全性和稳定性。在此基础上,我们要保证能量供需均衡,并对电能进行高效储存,制订出中长期的电力负荷计划目标,以及短期负荷的最优调度策略,提升自动发电控制机制的工作效率,达到对电源端的调控,保证在正常工作状态下的电网稳定,通过去负荷来保持电网的稳定。随着新能源接入电网,不确定性增多,对电网运行提出了更高的要求。

参考文献

[1]薛思洋.新能源电力系统控制技术的优化策略[J].集成电路应用,2021,38(12):192-193.

[2]王子冰.新能源发电中的储能系统控制技术研究[D].北方工业大学,2014.

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