新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法及關(guān)鍵技術(shù)

向莉華 李文鋒

【摘要】本文首先闡述了新能源電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，接著對新能源電力系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，最后分析了新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】新能源;電力系統(tǒng);優(yōu)化;控制方法

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源的需求也越來越大，其中電力能源表現(xiàn)尤為突出，從人們的日常生活、工作到企業(yè)的發(fā)展，都離不開電力支撐，而我國傳統(tǒng)的電力能源模式是以火力發(fā)電居多，新型的電力能源開發(fā)雖然已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但與社會需求相比，仍然存在差距。傳統(tǒng)電力能源雖然能夠解決社會需求，但是給社會環(huán)境也帶來了很大影響，如空氣污染、水污染、噪音等等。這些電力能源供給造成的污染在一定程度上又給社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了一定負(fù)面影響。因此，發(fā)展新能源電力成為當(dāng)前能源供給領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

1新能源電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

新能源電力相對傳統(tǒng)的常規(guī)能源，具有資源量大、分布廣泛、清潔環(huán)保、可持續(xù)等特點(diǎn)，但是對開發(fā)的技術(shù)要求比較高。目前，新能源電力系統(tǒng)主要開發(fā)的有風(fēng)能、太陽能、核能、地?zé)崮?、水能等。由于新能源電力發(fā)展時間相對短，在電力儲存、穩(wěn)定等方面都還需要進(jìn)一步的技術(shù)支撐，也需要有大量的資金投入，但是隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，新能源電力成本也將會逐步降低，與傳統(tǒng)資源電力系統(tǒng)相比的，優(yōu)勢也會逐步凸顯出來。新能源電力系統(tǒng)發(fā)展仍然存在薄弱環(huán)節(jié)。一是技術(shù)支撐有待提高：目前，我國太陽能、核能等新能源研發(fā)上技術(shù)相比國外仍然有一定差距，國外的技術(shù)壟斷也使得我國不得不自己進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。但是技術(shù)研發(fā)需要大量的資金投入，前期發(fā)展新能源電力的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電力供應(yīng)。同時，技術(shù)自主研發(fā)也需要時間、人才、設(shè)備等，這些條件目前我國雖然有了很大改善，但是研發(fā)效果與社會迫切需求相比仍然存在差距，技術(shù)支撐有待進(jìn)一步提升。二是管理體制有待進(jìn)一步完善：由于我國對新能源電力發(fā)展比較重視，在政策、資金上也出臺了一系列支撐政策，但是在管理上沒有形成一套科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的政策環(huán)境，這就導(dǎo)致以需求利益為主的各類企業(yè)大規(guī)模地涌入新能源電力行業(yè)中，雖然看起來新能源電力企業(yè)欣欣向榮，但是許多企業(yè)資質(zhì)不夠，研發(fā)能力薄弱，大量的企業(yè)融資導(dǎo)致許多資源的浪費(fèi)，同時新能源電力效益并沒有得到有效提高。同時，各種新能源電力缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃，各行其是，導(dǎo)致分配不均、接軌不通等問題，影響了新能源電力系統(tǒng)的整體建設(shè)。

2新能源電力系統(tǒng)特點(diǎn)

對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，主要是以天然氣、煤炭、石油等一系列的一次性能源作為電力系統(tǒng)的重要能源。隨著科學(xué)技術(shù)的日益更新，可再生能源的出現(xiàn)逐漸開始大規(guī)模替代傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)。二者之間最為重要的差別就是前者能夠進(jìn)行存儲，有著較為穩(wěn)定的發(fā)電空間模式，電力系統(tǒng)的雙側(cè)供應(yīng)可調(diào)可控;然而后者主要是以再生能源為主要發(fā)電能源，有著不可存儲的特性，因此不確定性就更為明顯，電力系統(tǒng)的雙側(cè)供應(yīng)可調(diào)可控性較差。新能源的出現(xiàn)，就是為了能夠彌補(bǔ)可再生能源的可調(diào)可控性不足，通過新能源電力系統(tǒng)的獨(dú)特方式和創(chuàng)新技術(shù)，使電力系統(tǒng)能夠在保證可調(diào)可控更穩(wěn)定的狀態(tài)下，保證可再生能源得到更加安全、高效的應(yīng)用。

2.1高滲透率的可再生能源

新能源電力系統(tǒng)中的一項重要特征就是高滲透，也是結(jié)合我國的基本國情所決定，因為我國在新能源應(yīng)用方面主要集中在新疆、甘肅等地，這種格局的界定根據(jù)地理位置確定。在未來的我國新能源電力系統(tǒng)的主要發(fā)展形勢仍然會以普遍的集中形式，包含各地分布形式為主要策略，逐漸地遠(yuǎn)離大電網(wǎng)輸送，消除中途輸送的能源浪費(fèi)，從而有效地保證新能源電力系統(tǒng)充分地利用可再生能源。

2.2側(cè)向供應(yīng)的多能源互補(bǔ)

新能源電力系統(tǒng)的著重發(fā)展方向是能夠有效利用的可再生資源，運(yùn)用電源、電網(wǎng)、負(fù)荷等方面的技術(shù)手段實現(xiàn)統(tǒng)一的協(xié)調(diào)互動，從而保證新能源電力系統(tǒng)的高效運(yùn)作。對于側(cè)向供應(yīng)的多能源互補(bǔ)，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一個方面是供應(yīng)，利用風(fēng)能、太陽能、水能、海洋能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等，這些永不枯竭的綠色能源，配備精確的預(yù)測技術(shù)，在最大限度上使新能源電力系統(tǒng)得到充分地發(fā)揮，將一系列能源之間的運(yùn)作形成互補(bǔ)，從而減少因為自身穩(wěn)定性差而出現(xiàn)波動的問題;另一個方面是需求，利用當(dāng)前電力系統(tǒng)中的先進(jìn)技術(shù)，使所有的用電用戶準(zhǔn)確地知道自己的用電情況，根據(jù)電力系統(tǒng)所提供的運(yùn)行狀態(tài)來實時掌握價格的變化，并及時地對自身電力使用情況進(jìn)行用電調(diào)節(jié)。

3新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法

從當(dāng)前我國電力系統(tǒng)發(fā)展的整體狀態(tài)上來看，控制方法還需要不斷改善和優(yōu)化，在此過程中還要遵循協(xié)調(diào)與分解的基本原則。一方面要從新能源電力系統(tǒng)的整體方面考慮，另一方面也要從新能源電力系統(tǒng)的局部自主優(yōu)化考慮。在新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化控制過程中，多個方面的不穩(wěn)定性都將隨之產(chǎn)生，在難度上呈現(xiàn)遞增趨勢，局部與全局的協(xié)同性問題也在增加。因此，需要在以下幾個方面對新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制的方法進(jìn)行分析與探討。

3.1新能源電力系統(tǒng)友好型控制方法

新能源電力系統(tǒng)友好型控制方法相對于傳統(tǒng)的能源形勢來講，能夠提供更高的電力輸出，有效地提升新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。新能源通過各項科學(xué)分析，依據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及天文氣象等信息，利用數(shù)據(jù)分析解讀可控手段和方法，因此，新能源的分析預(yù)測已經(jīng)成為了調(diào)控的重要手段。對于新能源電力系統(tǒng)的分析預(yù)測主要是針對其功率進(jìn)行控制。當(dāng)前功率預(yù)測可以分為3個等級：日、小時、分鐘。就當(dāng)前新能源電力發(fā)展的狀態(tài)看，優(yōu)化控制方法的功率預(yù)測分級已經(jīng)成為不可缺少的一項方式方法。在未來新能源的道路上，需要更加精細(xì)、更加優(yōu)化、更加穩(wěn)定的友好控制。同時，沼氣、蒸汽、火電、水電、核電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電等一系列能源之間的互通互補(bǔ)也將成為重要的發(fā)展方向。

3.2新能源電力系統(tǒng)多源互補(bǔ)控制方法

所謂的新能源電力系統(tǒng)多源互補(bǔ)控制方法，主要就是利用水利能源、煤炭能源等一系列傳統(tǒng)的發(fā)電形式中的穩(wěn)定性，來協(xié)調(diào)太陽能源、風(fēng)力能源等可再生能源較為不穩(wěn)定的電力輸出，從而在多個能源相互之間補(bǔ)充的情況下，使電力系統(tǒng)達(dá)到相對平衡的狀態(tài)。但是，也基于我國的實際國情，當(dāng)前較為缺乏的就是能夠儲能靈活的能源，因此，在我國煤炭儲量位居世界第三的前提下，就需要努力提升燃煤能源，以此來對當(dāng)前較為薄弱的多個可再生能源進(jìn)行互補(bǔ)，從而提升電力系統(tǒng)的利用率。

3.3新能源電力系統(tǒng)雙側(cè)資源控制方法

相對于傳統(tǒng)意義上的電力系統(tǒng)，其發(fā)電的控制方法隨著新能源電力的增加，以往的單純依靠單側(cè)資源控制已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前發(fā)展的需要。隨著各行各業(yè)的發(fā)展，電能負(fù)荷的需求量成倍增長，單一的供給與需求平衡逐漸被打破。因此，在當(dāng)前階段新能源電力系統(tǒng)雙側(cè)資源控制方法所具有的獨(dú)特雙隨機(jī)波動性，能夠有效地解決資源合理分配的問題，從而減少誤差提高穩(wěn)定性，整體提升新能源電力系統(tǒng)的利用率。

4結(jié)語

綜上所述，在今后一段時期內(nèi)，新能源動力系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法是我國的一項重要內(nèi)容。只有真正實現(xiàn)多能量互補(bǔ)的電力系統(tǒng)和能源的協(xié)調(diào)存儲才能充分利用可再生能源，最終使其成為可能。能源已成為中國電力系統(tǒng)的首選。

參考文獻(xiàn)：

[1]叢晶，宋坤，魯海威，高曉峰，肖白.新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)研究綜述[J].電工電能新技術(shù)，2014.

[2]趙俊博，張葛祥，黃彥全.含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計研究現(xiàn)狀和展望[J].電力自動化設(shè)備，2014.

作者介紹：

向莉華（1986.6.20），性別：女;籍貫：重慶市;民族：漢;學(xué)歷：研究生、碩士;職稱：中級工程師;職務(wù)：主任工程師;研究方向：發(fā)電。

李文鋒（1987.2.25），性別：男;籍貫：廣東龍川;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職務(wù)：產(chǎn)品經(jīng)理;研發(fā)方向：新能源電網(wǎng)。685B05ED-9809-4717-9C22-B3CD72FC0DF5