新能源多目标优化电网调度模式研究

韩彦军

(国网石嘴山供电公司，石嘴山 753000)

0 引 言

大众生活和工作对于电力的需求逐渐加大，这就致使电力供应与用电需求产生了矛盾。截至目前，我国供电方式以火力发电为主，火力发电以煤炭为主要能源，这是一种不可再生资源，如果煤炭被过渡开采，资源会变得非常紧张[1]。其次，煤炭在燃烧过程中，会释放氮氧化物，这是一种污染空气的物体，严重影响了空气质量。基于此，电力供应方式正在悄然改变，由最初的复合模式变成传统模式。电力来源非常广泛，避免了以往只能靠火力发电的情况，可以通过太阳能、风力以及水力等能源完成相应的工作，这样便使电力供应情况得到了改善。

1 新能源发电技术及其特点的简析

1.1 风力发电技术

风能资源由来已久，不仅无污染，而且是可再生能源。它的产生主要凭借地球表面气压差。风能的能量计算，除了和其密度有关，与累积小时数也有关联。风能特征明显，比如随机性、间歇性，所以对电网调度要求较高，应能对风能进行很好的调控。截至目前，最有效的方法则是设定风机切入与切出速度，这样能避免电网和风电机组被破坏。

1.2 太阳能发电技术

太阳能实际上是一种辐射，这种辐射来自于太阳内部的核聚变，当这些能源抵达地球后，便以太阳能的方式产生作用。据科学家研究，太阳有长达50多亿年的寿命，所以我们可以将太阳能视为无限利用的能源。太阳能不是一成不变的，受到日照时间、日照量以及强度的影响。以光伏发电为例，获取电能的方式是通过转化光能，该技术有良好的发展前景，之所以没有广泛运用的原因在于受到诸多因素的限制，比如自然因素、运行成本以及转换的效率等。

1.3 生物质能发电技术

该技术比较独特，是植物进行光合作用产生的，在生物质能中以化学能方式存在，和煤炭相比，所含的硫元素非常少，煤炭的氢和氧元素又远远高于生物质能，为燃烧化学成分提供了条件。生物质能在燃烧的过程中会释放二氧化碳，这些二氧化碳并不会全部释放在空气中，而是被植物吸收和利用，具有较小的污染性，生物质进行代谢或者分解，会产生可燃气体，这些可燃气体能够发电，比如炉煤气和沼气发电等。

1.4 其他能源发电技术

通过海洋和地热发电正处于开发阶段，虽然没有获得广泛运用，但是发展前景是非常理想的。比如熔岩所释放的热能就被称为地热能，将热能抽取后可以进行发电。截至目前，很多研究人员将目光放在扩容蒸汽发电和蒸汽发电的联合技术上，产生了理想的热能。海洋能发电难度系数较大，受很多因素干扰，来源为太阳辐射，由星球引力获取能量，当前仅是对潮汐能的应用进行了广泛的研究。

2 新能源多目标优化电网调度模式分析

结合电网调度负荷变化状况，科学的布置运行机组，使得各机组之间能够进行良好的协调，保证其安全性与稳定性，以及提升经济效益等。上述内容相当于电网调度核心，为了提高电网稳定性，应选择科学的电网调度方法，这一点需要相关工作人员引起重视。

2.1 构建新能源多目标优化电网调度模式

随着新能源装机的需求逐渐加大，发电量呈现明显的上升趋势，令能源结构获得了新的调整。现如今，风力发电、太阳能技术等，相较以往更加成熟了，占据了更多的比重，现在已经逐渐向商业化方向转变，和其他新能源相比，发展速度非常快。

比如以光伏发电为例，增长速度最快，此外，风电规模也越来越大。在“十二五”期间，风电装机容量达到一个新高度，发电量有了明显的增长。但是受经济效益低的影响，在开发和利用新能源方面的技术略显不足，而且新能源分布不够集中，所以致使开发利用不够均衡，究其原因在于地热能、海洋能与生物质能等，不能进行集中式发电。怎样实现目标多样化的电网调度模式值得我们探讨。比如我们应对各方面因素进行综合考虑，以便进行数学建模，建模之前，应先设想合理的约束条件，如此一来，能提高构建多目标优化电网调度模型效率。此外，构建完电网调度模型后，应借助算例进行检验，判断其可行性，以此为依据，能够运用科学的方法去设计电网调度策略。

2.2 当前采取短期的电网调度

以传统电网调度为例，其负荷是能够预测的，而且有稳定以及可控的电力来源[4]。设计人员通常依据电源稳定性去设计电网调度优化方案。当过量的新能源融入电网，会令电网变得不可控，失去稳定性，加大了预测发电功率的难度。为了电网能够更加稳定，提高其可控性，应有目的性的预留旋转备用，当新能源发电不足时可以进行弥补。这样就可以规避因为备用不足以及系统的失负荷引发的风险。然而受电网调度的短期性影响，降低了机组运行效率，这样就造成了资源的浪费，使得新能源创造的社会与经济效益降低，还有可能加大运行成本。

2.3 整合电源结构分布

可以将增加系统调峰容量作为最佳的选择方案。此外，相关人员应准备备用电源，挑选调峰能力强的电源。如此一来，一旦新能源运行出现不稳定现象，就能立即进行调峰。

以新能源为例，发电充足的情况下，会出现剩余。应储存这些剩余能量，需要借助能源储备设备。在用电负荷很高的情况下，以往所存储的电能会成为备用电源。在这种调度手段的影响下，使得新能源并入电网后，降低了风险，由于投资成本比较高，所以该手段没有获得广泛运用。

2.4 合理引入侧响应机制

智能化电网成为一种潮流，进一步推动了新能源的发展，逐渐成为大众生活生产不可缺少的一部分。在此形势下，具备调度能力的负荷群体层出不穷，在此形势下，应令区域与个体电网关系变得更和谐，在电网调度设计方案中引入智能化电网。这样就可以发挥剩余电能的作用，让其在其他区域继续起作用。令电网更加稳定。为了令资源得到合理的运用，应引进测响应机制，将具有间断性特征的新能源进行整合，提高其供电应变能力，令电网达到标准的稳定系数。

3 结束语

以电能为例，关乎着民众的生活和生产，随着能源的不断开采，能源耗竭问题严重，如果能源被开采殆尽，会严重影响人类的生活。所以我们应在传统能源日益减少的情况下，开发利用新能源。事实证明，电网要想保持良好的稳定性，就要适当的并入新能源，否则会影响自身的安全。为了将能源进行融合，设计人员可以选择运用多目标优化电网模式，会起到事半功倍的效果。在此基础上，能源结构会变得合理与科学，还令能源调度能力获得了提升。为了对风电场进行管理与控制，应选择先进的手段，这样才能扩大电网调峰电力范围，此外，还能拓展交易规模，使得新能源能长足发展。这样还能规避新能源对于电网调度造成负面影响。此外，新能源能够节约成本，进一步促进多目标优化电网调度的落实。