新能源电力系统优化控制方法及关键技术探究

韩文海

摘 要：近年来，随着世界科学技术的不断进步，电力系统中可再生资源的建设逐渐取代了传统的电力系统，充分利用风能、太阳能，水能、核能资源加快了国内新能源与国家电网的过渡，使绿色环保、低碳生活成为国家新能源战略的主要任务。本文主要探讨了新能源电力系统的优化控制及关键技术的应用，以期推动电力用户尝试新能源电力系统，对新能源电力系统进行升级改造，有利于发电的稳定。

关键词：新能源;电力系统;最优控制方法;关键技术;分析

1新能源电力系统概述及特点

1.1高渗透性可再生能源。

新能源应用于电力系统供电时，具有明显的高渗透性。由于我国新能源大多集中在西北地区，能源格局由地理位置决定。在未来新能源电力系统的发展中，更多的应用在集中发展模式上，还包括各个地区的布局策略。通过慢慢远离大电网，减少输电过程中的能量损失，可再生能源可以更好地应用于新能源电力系统。

1.2横向供应的多能源互补性。

为了使可再生能源更好地应用于电力系统，必须采取供电、供电网络、负荷等技术措施，实现协调互动，使新能源电力系统更高效地运行。横向供应的多能源互补可以概括为：（1）充分利用太阳能、海洋能、风能和水能，准确预测绿色可再生能源，将可再生能源有效应用于电力系统，同时，可以增加不同的新能源，以避免电力系统稳定性差带来的波动（2） 采用先进的电力系统控制技术，使客户能够准确了解当前情况，结合电力系统运行情况掌握电价变化，还可以根据用电情况进行调整。

2发展现状

（1）目前，我国燃煤发电系统缺乏灵活性和调节能力，电网运行方式比较僵化，已成为制约可再生能源上网比例高的瓶颈。在我国目前的电力规划中，供电侧的灵活资源配置滞后于可再生能源的发展速度，在能源资源丰富的地区，现有燃煤发电机组的灵活改造仍有很大的空间，水力发电、蓄水、核能发电等性能可调的柔性电源比例不足（2） “三北”地区是我国重要的风电基地，但由于当地吸纳能力不足，需要通过电网进行大规模远距离输电，这也带来了一些经济和技术问题。为了大规模推广风电技术，需要解决调峰问题。还应看到，风能、太阳能资源集中在“三北”地区，水资源集中在西南地区，用电负荷集中在华北、华东、华中、华东地区，占全国用电量的80%以上。这就决定了北方和西部的大量清洁能源需要向东、中部转移，这对电网的输电能力提出了更高的要求（3） 可再生能源在时间长度上具有明显的季节变化和间歇性，具有区域水汽与风能互补、跨流域水能互补、跨区域风能与太阳能互补的特点。因此，通过广泛互联的新一代系统，可以实现多能源互补、时空互助、全网友好接纳。

3新能源电力系统最优控制方法

3.1多源互补控制方法。

对于新能源电力系统，采用多源互补控制方法可以有效地提高系统的稳定性。与传统的能量形式相比，功率输出可以达到更高的水平。科学分析的结合表明，新能源分析预测通常起到功率控制的作用，今天的预测功率可分为分、时、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新能源系统中必要的调节手段。

3.2加强微电网控制。

微电网的功能是集成多种分布式发电方式，为本地负荷供电，具有环保、高效、灵活的特点。微电网中存在着不同的分布式电源，对扩大供电系统容量、开发可再生资源具有重要作用。例如，电动汽车是由分布式能源控制的微电网，其储能在发电高峰期可以得到充分利用，在发电高峰期，电能可以转化为提供车辆正常使用所需的机械能，也可以在高峰期为电力系统供电。

4新能源电力系统关键技术

4.1电源响应技术。

引进和吸收国外在发电、输电、消波等方面的新技术，提高新能源发电效率，使更多电力系统接入电网运行平台，采用友好发电技术与其他绿色能源互补，建立基于电网的协同发展机制，完善和优化绿色能源补偿制度，使绿色能源电力系统健康发展。

4.2网格响应技术。

鑒于新能源电力系统会使电网出现一定程度的波动，导致新能源电力不能在电网中有效传输，这是由于新能源电力系统的特点，会造成电力系统的续航力和通电能力不足。科学合理地应用高压、不对称穿越技术，使供电网络形成惯性。考虑到我国新能源发电的现状和地理位置的差异，建立了新的电网结构，使不同地区的电力系统相互补充，可再生能源可以在不同地区进行交易，因此，有必要采用一种新的传输方式，并结合电网响应技术对其进行控制。

4.3负载响应技术。

新能源电力系统抗干扰能力不强。如果外部环境存在较大的电磁干扰，将影响电力系统的可靠性和安全性，严重时将使电力系统完全瘫痪，需要电力系统承受更高峰值的能力。充分发挥电力设备集中布置的优势，保证供电距离。也就是说，用电设备能在单位时间内共同承受用电负荷。有必要建立新的能源协同响应管理系统，采用技术手段配置用电负荷，电力系统运行中大数据的分析和应用可以补充未来电力系统的电力供需侧。

5结论

随着经济时代的不断进步和发展，新能源电力系统的应用已成为必然趋势。因此，在未来的发展过程中，我国需要对新能源电力系统的最优控制进行深入研究，将其控制方法和技术作为重点研究内容，使能量得到科学合理的储存，实现了电力系统能源的互补性。只有这样，才能最大限度地利用可再生资源，从而极大地促进我国新能源电力系统的发展，为我国新能源电力产业做出贡献。

参考文献

[1]曾鸣，杨雍琦，李源非，曾博，程俊，白学祥.能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探[J].中国电机工程学报，2016，36（03）：681-691.

[2]曾鸣，白学祥，李源非，刘伟，程俊，杨雍琦.基于大系统理论的新能源电力系统优化控制方法及关键技术初探[J].电网技术，2016，40（12）：3639-3648.