新能源发电系统控制技术研究
陈艺波
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陈艺波,. 新能源发电系统控制技术研究[J]. 能源学报,2024.9. DOI:10.12721/ccn.2024.157444.
摘要:
尽管传统能源如煤炭、石油等在历史上为人类文明发展作出巨大贡献,但其日益枯竭,开采、使用过程所造成的环境污染问题也在不断加剧,人类不得不重新审视能源利用方式。在此背景下,新能源发电系统研发与应用应运而生,新能源发电系统以其独特优势展现出巨大发展潜力,太阳能、风能、水能等新能源不仅清洁无污染,且具有可再生性,为解决能源危机和环境污染问题提供有效途径。
关键词: 新能源发电系统;控制技术;新能源产
DOI:10.12721/ccn.2024.157444
基金资助:

引言

在新能源领域中,光伏发电技术以其普遍性和优越性脱颖而出,其环保与便利的特性在各领域得到了广泛应用,成效显著。光伏发电技术依托于太阳能原理,成为最为高效便捷的能源采集方式。太阳能作为自然界中最为优质的能源,通过对其深入的开发与研究,我们确保了新能源的建设与发展,实现了资源的节约与能源的可持续利用。新能源光伏发电系统的科学有效应用,不仅极大地缓解了能源供应压力,而且因其环保特性,显著减轻了城市的环境污染问题。因此,新能源光伏发电系统对于我国可持续发展战略的深入贯彻与落实具有极为现实且重要的意义。

1新能源发电系统控制技术应用优势分析

1.1提高系统可靠性

控制技术可以实现对新能源发电系统的精确监测和控制,实时监测系统各项参数,如电压、电流、频率等,控制系统能及时发现异常情况并采取相应措施调整和修正,避免故障发生,提高系统可靠性。它还能优化系统运行状态,确保系统在不同工况下都能稳定运行,例如在风速变化或光照强度波动情况下,控制系统可快速调整发电机输出,保证系统稳定供电。针对新能源发电系统中各类故障,控制技术可提供有效保护机制,系统出现故障时,控制系统能迅速检测到故障,并采取相应保护措施如断开故障部件、切换到备用设备等,减少故障对系统的影响。

1.2优化系统性能与效率

最大功率点跟踪技术是优化的关键之一,它能够精准地找到系统最高功率点,使系统始终在最佳工作点运行,最大限度地利用能源,避免能量浪费。能量管理优化也是异常重要,控制技术合理分配和利用系统中能量,实现资源高效配置,提升整体效率。控制技术先进的算法和模型为系统性能优化提供有力支撑,它们能深入分析和处理各种复杂数据和信息,使系统在不同工况下都能达到最佳性能。高速通信网络支持更是使系统各部分能紧密协同工作,信息快速传输和共享,让整个系统运行更加协调一致,实现性能和效率最大化。

1.3实现系统智能监控

新能源发电系统的高效运行离不开精确控制技术,先进的控制算法和策略能够实现对发电过程的精确监测和调节,有助于优化能源产生和分配,提高系统整体效率。现代控制技术更是进一步推动系统智能化发展,它利用大数据分析技术对系统所产生数据合理分析,并将分析结果传递至上层管理中心。在此基础上,用户管理人员可根据相关数据核查算法,借助可视化分析技术深入挖掘新能源发电基础数据中隐藏信息。基于多维度数据展示,管理人员能更好地理解和把握系统运行状态,及时发现潜在问题并作出明智决策。实现系统智能监控意义重大,提高新能源发电系统稳定性和可靠性还为能源有效利用和管理提供有力支持,智能监控使系统能在各种工况下保持高效运行,降低能源损耗和故障发生率,并及时发现和解决问题,有效延长系统使用寿命,降低维护成本。

2新能源发电控制技术的应用要点

2.1做好关键性数据的确定

在做好关键性数据的确定这一方面,要从两个角度出发,其中第一项是确定好系统的最大承受输入功率,这一数据具体是指系统能够承受的最大功率输入量,当超过这个数值之后,系统就会出现过载情况,甚至出现系统故障的问题。而在这一关键性数据的确定方面,第一,确定系统的最大承受注入功率需要考虑系统的设计容量,设计容量是系统建设时所规划的最大功率输出量,对于系统来说,是保持正常运行的底线和基础,也是可以初步确定系统最大承受注入功率的范围值。第二,需要考虑传输线路的承载能力,即线路能够承受的最大电流,以确保系统注入的功率不会超过线路的承载范围。第三,考虑逆变器的最大输出功率,作为新能源发电设备转换电流的关键设备,逆变器的最大输出功率将直接限制系统注入电网的总功率量,所以必须了解逆变器的性能参数,确定好数值范围,防止系统过载。这样,综合以上因素,进行详细的分析和计算,就可以确定系统的最大承受注入功率,保证系统稳定运行、有效并网。

2.2对保护装置进行优化

对保护装置进行优化的主要目的是解决各种因素对新能源发电并网系统的影响,利用其保护措施,最大程度保护系统。具体来说,为对保护装置进行优化,第一,要对系统整体运行情况和特点进行综合考虑,需根据系统的容量、电压等级以及拓扑结构来选择相对较为合适的保护装置。而且在新能源发电并网系统中,多种能源混合并网,系统复杂性较高,还需考虑保护装置的可调性,保证其灵活度可以适应不同运行情况下的保护需求。第二,要在系统中针对不同类型的故障来设计相应的保护方案和保护逻辑。以短路故障为例,当系统发生短路故障时,电流会突然增大,进而超过设定的阈值范围,这时可以采用过电流保护方案,设置符合系统的额定电流、故障电流和保护时间等因素,这样保护装置就会立即切断电源,从而防止短路故障进一步扩大。第三,需要注意的是,保护装置与系统的其他部分是相互关联的,需要确保相互之间的一致性,其中包括,保护装置要与系统的控制器相匹配,以便系统发生异常情况之时,控制器可以第一时间发送信号给保护装置,要求其作出相应的保护动作;保护装置还需要与监测装置相配合,利用监测装置的监测性能,来保证发生故障时保护装置会根据各项参数作出相应的保护措施。这样一来,系统才能够有效应对各种故障情况,行之有效地保证电网稳定。

2.3云计算与大数据技术

云计算作为一种强大的计算平台,为新能源发电控制提供强大计算资源和数据处理能力。新能源发电系统涉及大规模数据处理和复杂的控制算法,需要高效、稳定的计算环境,云计算平台提供弹性伸缩的计算资源,使新能源发电系统能根据实际需求灵活调整,让系统稳定运行。大数据技术在新能源发电控制中举足轻重,新能源发电系统涉及大量数据,包括气象信息、设备运行参数、发电量等,蕴含着丰富信息,可帮助运营商更好地了解系统运行状况,优化发电策略。大数据技术可深入分析这些数据,发现潜在问题和优化空间。例如,分析历史数据,预测新能源发电量变化趋势;监测设备运行数据,及时发现设备异常情况,预防发生潜在故障。

结束语

新能源发电系统作为实现可持续发展和应对气候变化的重要手段,其高效、稳定运行对于保障能源安全、推动经济发展具有重大意义,且采用先进控制技术能有效应对新能源发电中波动性、不稳定性等挑战,提高系统可靠性和发电效率,促进新能源大规模应用和普及。未来,随着云计算、大数据、人工智能等技术进一步融合与创新,应持续关注和投入新能源发电系统控制技术研究,不断优化和完善相关技术,实现新能源发电系统智能化、网络化和高效化。

参考文献

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