新能源电力系统优化控制方法及关键技术

侯鹏

摘  要：在能源方面，我国目前正处在能源行业转型阶段的关键时期，正在逐步由传统能源向新能源转型，作为我国能源革命的主要目标，新能源的开发利用在这一时期起着至关重要的作用。

关键词：新能源;电力系统;优化控制;方法;技术

一、新能源电力系统概述和特点

1.1高滲透率的可再生能源

把新能源应用到电力系统供电，存在着较为明显的高渗透性。由于国内的新能源多集中在西北地区，该种能源格局是由地理位置来决定的。在将来的新能源电力系统发展中，多应用在集中发展方式，还包括每个地区的分布式策略。慢慢地摆脱大电网输送，减少电能在传输过程中产生的损耗，可以使新能源电力系统可以更好地应用可再生能源。

1.2侧向供应的多能源互补

为了使可再生能源更好地应用到电力系统中，需要对电源、供电网络和负荷等采用技术措施来达到协调、互动，让新能源电力系统更加高效率的运行。针对侧向供应进行的多能源互补，可以归纳为如下两方面内容：（1）充分利用太阳能、海洋能、风能和水能等，使绿色可再生能源可以得到准确的预测，使获取的可再生能源高效地应用到电力系统中，把不同新能源进行补充，避免由于稳定性不高而使电力系统产生波动。（2）采用先进的电力系统控制技术，让客户可以准确地了解当前的情况，结合电力系统运行情况来掌握电价的改变，还可以按照电能应用情况进行调整。

二、新能源电力系统优化控制的方法

2.1多源互补控制方法

多源互补控制方法能够使新能源电力系统的稳定性得到有效的提升，相对于传统的能源形式来说，提供的电力输出可以达到更高的水平。综合各项科学分析表明，新能源的分析预测通常起到功率控制的作用，如今的预测功率可分为分钟、小时和日三个等级。从目前的发展来看，多源互补控制方法已经成为了新能源系统中调控的必要手段。

2.2调度结构的优化

由于新能源电力能量具有密度较低、分布范围广的特点，因此调度的复杂性较高，在调度结构层面应该由传统的集中式转变为分散式。除此之外，在调度模型及方法这一方面，应该按照随机性处理新能源的思路，将传统的确定性模型和算法转变为适应新能源的模型及算法。

2.3加强微电网控制

微电网具有具有环保性、高效性和灵活性的特点，其可以将多种分布式发电相融合，从而为本地负荷供电。微电网中存在着各不相同的分布式电源，起到了扩大供电系统容量、发展可再生资源的作用。举例来说，电动汽车就属于分布式能源的微电网控制，在发电的高峰期，其储能作用可以得到充分的利用，其中的电能既可以转化为提供汽车的正常使用的机械能，也可以在用电高峰期时为电力系统提供能量。

2.4电力大系统多递阶控制

新能源电力系统的调度需要利用大系统理论来对控制方法进行优化。把最底层的控制子系统作为基础，逐渐优化求解到长程协调器，通过协调器的优化处理再执行从上到下控制，需要保证控制过程的稳定性、经济性。广义模型为新能源电力系统基础性单元，来为大系统分析和综合提供保证，把原来用于单一领域和系统的模型进行广义化，从而建立起满足多领域和系统的控制模型。大系统分析为综合处理的前提条件，需要对系统结构和性能方面进行分析，从而确定出基本构架和控制模块间的关系。大系统的综合是把大系统分析和广义模型作为分析的根本条件，来对整个新能源系统规划和调控进行优化改进，可以为控制技术提供多种算法。

三、新能源电力系统关键技术

3.1大数据系统技术

近年来，大数据技术的应用备受青睐，尤其像新能源电力这样的大系统结构，可通过对能量流、物质流、信息流的控制、分配与完成进行一系列的可协调性、稳定性以及能通性的分析，使信息传递更完整，更灵活。除此之外，大数据技术还具备清理、解读、存储等多项功能，尤其是新兴的大数据融合技术与可视化技术等应用，更为新能源电力大系统提供了广阔的发展空间。

3.2电源响应技术

在新能源电力系统中应用电源响应技术，主要是在技术能力上有所突破，通过适时引进国外先进的新能源发电、输送以及平抑电力波动等一些新技术，以提高新能源的电力发电与应用效率，重要的是需要通过开放电网，以此来实现所有电力系统的公平接入，利用新型的电网友好型发电技术与其他多种可再生能源互补，实现与源网的协同机制，并且不断的加强和完善清理能源的补偿机制，保障清洁能源电力系统的长效发展，同时开放电网的公平接入，建立新能源电力系统发展的新机制，促进新能源电力系统的全面发展。

3.3电网响应技术

在新能源电力系统中应用电网响应技术，主要是由于新能源电力系统会使电网产生一定程度的波动，导致新能源电能不能在电网中进行有效的输送，这是由于新能源电力系统特性决定的，会导致电力系统的耐受力和通电能力不足。科学合理的应用高电压、不对称穿越技术，使供电网络形成惯性。通过结合国内新能源发电现状和地理位置上的差异，建立起新型的电网架构，可以使得不同地区间的电力系统可以进行互补，让可再生能源在不同区域进行交易，需要采取新型输电方式，并结合电网响应技术进行控制。

3.4负荷响应技术

在新能源电力系统中应用应用负荷响应技术，主要是因为新能源电力系统对外界环境的抗干扰能力不足，在外界产生比较严重的干扰时，电力系统的安全性会受到严重影响，甚至导致系统功能瘫痪，这就需要提高系统承受高峰能力。同时还应利用发电设备的集中布局优势，充分在距离使用上有所发挥。通俗来讲就是将各种电力设备在单位时间内共同承担电力负荷。在此方面需要建立各项能源的供需协同响应机制，重点是在科学技术与智能调控管理，各种数据分析和大数据处理技术的研发，从而能够在今后一段时期内逐渐的适应全新的新能源电力系统的双侧供应互补。

3.5云端智能综合控制技术

在新能源电力系统中应用云端智能综合控制技术，主要是由于电力系统运行数据比较复杂，存在着多种逻辑控制关系，需要不断优化和改进运行数据处理系统。随着云计算技术的不断发展，云端智能综合控制技术已经被引到新能源电力系统控制中来。采用云存储技术可以实现对电力系统运行数据的灵活应用，使得运行数据互通性得到不断增强。电力系统的规划和调度可以通过云计算技术得到高效实现，有效地提升了电力系统的协调性。还可以实现电力系统的智能化管理及调整，减少对系统资源的占用。

四、结语

综上所述，随着新型发电技术不断被研发出来，新能源电力系统的应用已经成为发展趋势。需要对新能源电力系统优化控制关键技术进行深入的分析和研究，充分利用好新能源发电持测试仪，实现多种能源的高效互补，从而保证电网供电的稳定性，为用户输送清洁、可靠的电能。

参考文献：

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