新能源電力系統優化控制方法及關鍵技術探究

韓文海

摘 要：近年來，隨著世界科學技術的不斷進步，電力系統中可再生資源的建設逐漸取代了傳統的電力系統，充分利用風能、太陽能，水能、核能資源加快了國內新能源與國家電網的過渡，使綠色環保、低碳生活成為國家新能源戰略的主要任務。本文主要探討了新能源電力系統的優化控制及關鍵技術的應用，以期推動電力用戶嘗試新能源電力系統，對新能源電力系統進行升級改造，有利于發電的穩定。

關鍵詞：新能源;電力系統;最優控制方法;關鍵技術;分析

1新能源電力系統概述及特點

1.1高滲透性可再生能源。

新能源應用于電力系統供電時，具有明顯的高滲透性。由于我國新能源大多集中在西北地區，能源格局由地理位置決定。在未來新能源電力系統的發展中，更多的應用在集中發展模式上，還包括各個地區的布局策略。通過慢慢遠離大電網，減少輸電過程中的能量損失，可再生能源可以更好地應用于新能源電力系統。

1.2橫向供應的多能源互補性。

為了使可再生能源更好地應用于電力系統，必須采取供電、供電網絡、負荷等技術措施，實現協調互動，使新能源電力系統更高效地運行。橫向供應的多能源互補可以概括為：（1）充分利用太陽能、海洋能、風能和水能，準確預測綠色可再生能源，將可再生能源有效應用于電力系統，同時，可以增加不同的新能源，以避免電力系統穩定性差帶來的波動（2） 采用先進的電力系統控制技術，使客戶能夠準確了解當前情況，結合電力系統運行情況掌握電價變化，還可以根據用電情況進行調整。

2發展現狀

（1）目前，我國燃煤發電系統缺乏靈活性和調節能力，電網運行方式比較僵化，已成為制約可再生能源上網比例高的瓶頸。在我國目前的電力規劃中，供電側的靈活資源配置滯后于可再生能源的發展速度，在能源資源豐富的地區，現有燃煤發電機組的靈活改造仍有很大的空間，水力發電、蓄水、核能發電等性能可調的柔性電源比例不足（2） “三北”地區是我國重要的風電基地，但由于當地吸納能力不足，需要通過電網進行大規模遠距離輸電，這也帶來了一些經濟和技術問題。為了大規模推廣風電技術，需要解決調峰問題。還應看到，風能、太陽能資源集中在“三北”地區，水資源集中在西南地區，用電負荷集中在華北、華東、華中、華東地區，占全國用電量的80%以上。這就決定了北方和西部的大量清潔能源需要向東、中部轉移，這對電網的輸電能力提出了更高的要求（3） 可再生能源在時間長度上具有明顯的季節變化和間歇性，具有區域水汽與風能互補、跨流域水能互補、跨區域風能與太陽能互補的特點。因此，通過廣泛互聯的新一代系統，可以實現多能源互補、時空互助、全網友好接納。

3新能源電力系統最優控制方法

3.1多源互補控制方法。

對于新能源電力系統，采用多源互補控制方法可以有效地提高系統的穩定性。與傳統的能量形式相比，功率輸出可以達到更高的水平。科學分析的結合表明，新能源分析預測通常起到功率控制的作用，今天的預測功率可分為分、時、日三個等級。從目前的發展來看，多源互補控制方法已經成為新能源系統中必要的調節手段。

3.2加強微電網控制。

微電網的功能是集成多種分布式發電方式，為本地負荷供電，具有環保、高效、靈活的特點。微電網中存在著不同的分布式電源，對擴大供電系統容量、開發可再生資源具有重要作用。例如，電動汽車是由分布式能源控制的微電網，其儲能在發電高峰期可以得到充分利用，在發電高峰期，電能可以轉化為提供車輛正常使用所需的機械能，也可以在高峰期為電力系統供電。

4新能源電力系統關鍵技術

4.1電源響應技術。

引進和吸收國外在發電、輸電、消波等方面的新技術，提高新能源發電效率，使更多電力系統接入電網運行平臺，采用友好發電技術與其他綠色能源互補，建立基于電網的協同發展機制，完善和優化綠色能源補償制度，使綠色能源電力系統健康發展。

4.2網格響應技術。

鑒于新能源電力系統會使電網出現一定程度的波動，導致新能源電力不能在電網中有效傳輸，這是由于新能源電力系統的特點，會造成電力系統的續航力和通電能力不足。科學合理地應用高壓、不對稱穿越技術，使供電網絡形成慣性。考慮到我國新能源發電的現狀和地理位置的差異，建立了新的電網結構，使不同地區的電力系統相互補充，可再生能源可以在不同地區進行交易，因此，有必要采用一種新的傳輸方式，并結合電網響應技術對其進行控制。

4.3負載響應技術。

新能源電力系統抗干擾能力不強。如果外部環境存在較大的電磁干擾，將影響電力系統的可靠性和安全性，嚴重時將使電力系統完全癱瘓，需要電力系統承受更高峰值的能力。充分發揮電力設備集中布置的優勢，保證供電距離。也就是說，用電設備能在單位時間內共同承受用電負荷。有必要建立新的能源協同響應管理系統，采用技術手段配置用電負荷，電力系統運行中大數據的分析和應用可以補充未來電力系統的電力供需側。

5結論

隨著經濟時代的不斷進步和發展，新能源電力系統的應用已成為必然趨勢。因此，在未來的發展過程中，我國需要對新能源電力系統的最優控制進行深入研究，將其控制方法和技術作為重點研究內容，使能量得到科學合理的儲存，實現了電力系統能源的互補性。只有這樣，才能最大限度地利用可再生資源，從而極大地促進我國新能源電力系統的發展，為我國新能源電力產業做出貢獻。

參考文獻

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[2]曾鳴，白學祥，李源非，劉偉，程俊，楊雍琦.基于大系統理論的新能源電力系統優化控制方法及關鍵技術初探[J].電網技術，2016，40（12）：3639-3648.