新能源電力系統(tǒng)控制與優(yōu)化措施初探

趙國亮

摘要：傳統(tǒng)能源一般包括煤、石油、天然氣等，屬于不可再生能源。長期以來，傳統(tǒng)能源一直是發(fā)電的主要能源，并且仍在大規(guī)模使用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的不可再生能源已逐漸被取代。一些可再生資源逐漸受到越來越多人的青睞，并越來越多地用于電力生產(chǎn)。然而，不可否認(rèn)的是，可再生資源的缺點(diǎn)也很明顯，包括無法儲存和實(shí)際發(fā)電過程中的高度不穩(wěn)定性。這些因素大大降低了電力系統(tǒng)的可控性?；诖?，新能源應(yīng)運(yùn)而生。新能源的出現(xiàn)有效地解決了不可再生能源和可再生能源在電力系統(tǒng)中的劣勢，并吸取了各自的優(yōu)勢，有利于電力系統(tǒng)的長期可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源;電力系統(tǒng);控制優(yōu)化;措施

在未來的大部分時(shí)間里，新能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和控制方法的改造升級將逐步成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的主要目標(biāo)。只有真正實(shí)現(xiàn)新能源電力系統(tǒng)的免費(fèi)使用，才能慢慢化解科技進(jìn)步與環(huán)境資源之間的矛盾，真正開展全方位的科技研發(fā)投入，推動世界進(jìn)步，真正改變?nèi)藗兊睦硐肷?。但是，國家相關(guān)電力系統(tǒng)與新能源技術(shù)的集成研究還不夠成熟，需要國家大量的研究投入來縮短新能源電力系統(tǒng)的推廣時(shí)間。

1新能源電力系統(tǒng)概況及特點(diǎn)

不可再生資源通常包括煤炭、石油和天然氣，這些資源對人們的生產(chǎn)和生活非常重要。中國的電力系統(tǒng)利用它們發(fā)電。然而，利用這些資源發(fā)電一方面消耗了大量的不可再生資源，另一方面也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此，為了減少這些能源的消耗，保護(hù)環(huán)境，減少污染，人們開始研究和利用可再生資源發(fā)電。但事實(shí)上，可再生資源也存在一些問題，難以儲存，不穩(wěn)定因素較多，使得電力系統(tǒng)雙邊供電的可控性相對較差。新能源的出現(xiàn)就是為了有效地解決這一問題，確保電力的穩(wěn)定供應(yīng)，更高效、更安全地使用可再生資源。

新能源電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括：

第一，高滲透性和可再生資源。目前，中國的新能源主要用于新疆、甘肅等地區(qū)。就地理位置而言，它是兩個(gè)相鄰的省份，這消除了遠(yuǎn)距離電網(wǎng)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)。一方面，它節(jié)省了成本;另一方面，有效利用可再生資源。

二是多能源水平供給互補(bǔ)。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即供給和需求。供應(yīng)是指利用太陽能、風(fēng)能等綠色能源和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)電。確保電力資源的綠色、安全、穩(wěn)定供應(yīng)。通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，這些能源可以相互補(bǔ)充，解決一些穩(wěn)定性差的問題。需求主要指滿足用戶的特定需求。根據(jù)電力系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)，用戶可以詳細(xì)了解自己的用電情況，準(zhǔn)確了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，從而調(diào)整用電模式和策略。

2新能源電力系統(tǒng)的控制方法

2.1友好控制方法

與傳統(tǒng)的生產(chǎn)功率控制模式相比，新的節(jié)能控制模式可以提供更穩(wěn)定的功率輸出，并且電源電壓高于傳統(tǒng)模式。

具體而言，新能源電力系統(tǒng)的友好控制方法主要是解讀歷史數(shù)據(jù)、天文氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用，然后分析可控手段或方法。事實(shí)上，這是對新能源發(fā)電的預(yù)測。新能源的預(yù)測和分析已成為控制方法的重要組成部分。此外，電力系統(tǒng)的分析和預(yù)測主要是根據(jù)其功率等方法進(jìn)行控制。目前，電力可分為三級：日、時(shí)、分。根據(jù)當(dāng)前電力發(fā)展趨勢，采用最優(yōu)控制方法實(shí)現(xiàn)發(fā)電量預(yù)測是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢。電力系統(tǒng)未來的發(fā)展離不開科學(xué)控制方法的支持。采用友好的控制方法可以有效緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。從我國新能源發(fā)展的現(xiàn)狀來看，優(yōu)化其控制方法和預(yù)測發(fā)電量已成為一個(gè)非常重要的途徑。因此，為了促進(jìn)新能源的發(fā)展，人們應(yīng)該從更詳細(xì)的角度改進(jìn)友好的控制方法。新能源正在推陳出新，在未來的實(shí)際應(yīng)用中，與其他可再生資源甚至非可再生資源的協(xié)調(diào)利用將是一個(gè)重要趨勢。各種資源之間的有效互補(bǔ)可以促進(jìn)新能源電力系統(tǒng)的更好發(fā)展。與傳統(tǒng)能源相比，新能源具有更多的優(yōu)勢。通過友好的控制，它可以提供更穩(wěn)定、更高效的功率輸出。此外，各種新能源的優(yōu)缺點(diǎn)也各不相同。例如，太陽能發(fā)電和潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)是不同的。充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，推動新能源更好地應(yīng)用于我國電力系統(tǒng)。

2.2多源互補(bǔ)控制方法

新能源有多種形式，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿取Ｓ捎谛问讲煌?，利用它們發(fā)電有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。由于可再生能源的不穩(wěn)定性，將對發(fā)電產(chǎn)生一定的影響。要促進(jìn)新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化，應(yīng)采取多能源互補(bǔ)的方式。

一是將可再生能源定位為發(fā)電主力軍;其次，以不可再生能源為補(bǔ)充，充分發(fā)揮不可再生能源的穩(wěn)定優(yōu)勢，協(xié)調(diào)兩者的作用，最終實(shí)現(xiàn)滿足社會需求的發(fā)電目標(biāo)。傳統(tǒng)能源，如煤炭資源和水資源，具有發(fā)電穩(wěn)定性的主要優(yōu)勢。這些優(yōu)點(diǎn)可以補(bǔ)充新能源不穩(wěn)定的功率輸出。多種能源相互補(bǔ)充、協(xié)調(diào)發(fā)展，使電力系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

對于多源互補(bǔ)控制模式，不可再生能源的使用將不會完全避免，以爭取系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，與過去僅使用不可再生能源相比，它仍然大大降低了能源消耗，這不僅有效地節(jié)約了國家資源，而且還降低了發(fā)電過程中環(huán)境污染的可能性。從我國的實(shí)際情況來看，可儲存的靈活資源極度短缺。我國煤炭資源儲量巨大，但由于人口基數(shù)大、能源利用效率低，有必要提高燃煤能源的利用率。如果多源互補(bǔ)控制模式能夠得到廣泛應(yīng)用，將大大降低傳統(tǒng)能源的消耗，并能有效減緩儲煤量的減少速度，從而實(shí)現(xiàn)與可再生資源的互補(bǔ)。同時(shí)，它還可以提高新能源的利用效率，為新能源技術(shù)向更高的方向發(fā)展贏得寶貴的時(shí)間，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.3雙邊資源型控制方法

目前，我國企業(yè)和行業(yè)之間的競爭十分激烈。與其他生產(chǎn)方式相比，電力資源具有低能耗、低污染的特點(diǎn)，可以有效降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)競爭力。因此，各行業(yè)的用電量也在快速增長。換言之，社會對電能的需求與過去不同，對電能的需求日益增加。面對電力需求日益增長的嚴(yán)峻形勢，傳統(tǒng)的單邊資源控制方法已不能滿足控制需求。因此，形成了一種新的控制方法——雙邊資源控制法。目前，雙邊資源型控制方法具有獨(dú)特的雙隨機(jī)波動性。它可以有效地為電力系統(tǒng)和社會配置資源。它不僅能滿足供需需求，還能提高新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效提高電力系統(tǒng)的綜合利用率。

2.4基于分布式能源的微電網(wǎng)控制

微電網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)小型發(fā)電和配電系統(tǒng)。使用微電網(wǎng)的主要目的有兩個(gè)：一方面，它可以有效地促進(jìn)分布式發(fā)電的應(yīng)用;另一方面，由于分布式發(fā)電的數(shù)量大、形式多樣，很難接入電網(wǎng)。微電網(wǎng)可以有效地解決這一問題。事實(shí)上，微電網(wǎng)中的分布式發(fā)電規(guī)模非常巨大，每種類型的分布式發(fā)電都有一定的差異，因此人們無法清楚地區(qū)分其電壓等級之間的差異。因此，微電網(wǎng)的控制難度很大。微電網(wǎng)的整體控制基于分布式發(fā)電、儲能裝置和負(fù)荷的控制方式，以促進(jìn)其各設(shè)備和環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展和獨(dú)立運(yùn)行。微電網(wǎng)控制的關(guān)鍵是促進(jìn)并網(wǎng)和孤島雙模運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)兩種模式之間的平滑切換。

結(jié)論

總之，對新能源電力系統(tǒng)進(jìn)行有效控制和優(yōu)化是我國未來能源發(fā)展的必然選擇。根據(jù)本文的分析，新的能源控制方法主要包括友好控制方法、多源互補(bǔ)控制方法、雙邊資源控制方法和基于分布式能源的微電網(wǎng)控制方法。優(yōu)化方法主要包括新能源電力系統(tǒng)硬件設(shè)施的優(yōu)化、云技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入等，因此，只有對上述方法進(jìn)行有效的分析和應(yīng)用，才能對我國新能源電力系統(tǒng)產(chǎn)生積極的影響。

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