新能源多目標優(yōu)化電網(wǎng)調度模式研究

韓彥軍

(國網(wǎng)石嘴山供電公司，石嘴山 753000)

0 引 言

大眾生活和工作對于電力的需求逐漸加大，這就致使電力供應與用電需求產(chǎn)生了矛盾。截至目前，我國供電方式以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電以煤炭為主要能源，這是一種不可再生資源，如果煤炭被過渡開采，資源會變得非常緊張[1]。其次，煤炭在燃燒過程中，會釋放氮氧化物，這是一種污染空氣的物體，嚴重影響了空氣質量?；诖?，電力供應方式正在悄然改變，由最初的復合模式變成傳統(tǒng)模式。電力來源非常廣泛，避免了以往只能靠火力發(fā)電的情況，可以通過太陽能、風力以及水力等能源完成相應的工作，這樣便使電力供應情況得到了改善。

1 新能源發(fā)電技術及其特點的簡析

1.1 風力發(fā)電技術

風能資源由來已久，不僅無污染，而且是可再生能源。它的產(chǎn)生主要憑借地球表面氣壓差。風能的能量計算，除了和其密度有關，與累積小時數(shù)也有關聯(lián)。風能特征明顯，比如隨機性、間歇性，所以對電網(wǎng)調度要求較高，應能對風能進行很好的調控。截至目前，最有效的方法則是設定風機切入與切出速度，這樣能避免電網(wǎng)和風電機組被破壞。

1.2 太陽能發(fā)電技術

太陽能實際上是一種輻射，這種輻射來自于太陽內部的核聚變，當這些能源抵達地球后，便以太陽能的方式產(chǎn)生作用。據(jù)科學家研究，太陽有長達50多億年的壽命，所以我們可以將太陽能視為無限利用的能源。太陽能不是一成不變的，受到日照時間、日照量以及強度的影響。以光伏發(fā)電為例，獲取電能的方式是通過轉化光能，該技術有良好的發(fā)展前景，之所以沒有廣泛運用的原因在于受到諸多因素的限制，比如自然因素、運行成本以及轉換的效率等。

1.3 生物質能發(fā)電技術

該技術比較獨特，是植物進行光合作用產(chǎn)生的，在生物質能中以化學能方式存在，和煤炭相比，所含的硫元素非常少，煤炭的氫和氧元素又遠遠高于生物質能，為燃燒化學成分提供了條件。生物質能在燃燒的過程中會釋放二氧化碳，這些二氧化碳并不會全部釋放在空氣中，而是被植物吸收和利用，具有較小的污染性，生物質進行代謝或者分解，會產(chǎn)生可燃氣體，這些可燃氣體能夠發(fā)電，比如爐煤氣和沼氣發(fā)電等。

1.4 其他能源發(fā)電技術

通過海洋和地熱發(fā)電正處于開發(fā)階段，雖然沒有獲得廣泛運用，但是發(fā)展前景是非常理想的。比如熔巖所釋放的熱能就被稱為地熱能，將熱能抽取后可以進行發(fā)電。截至目前，很多研究人員將目光放在擴容蒸汽發(fā)電和蒸汽發(fā)電的聯(lián)合技術上，產(chǎn)生了理想的熱能。海洋能發(fā)電難度系數(shù)較大，受很多因素干擾，來源為太陽輻射，由星球引力獲取能量，當前僅是對潮汐能的應用進行了廣泛的研究。

2 新能源多目標優(yōu)化電網(wǎng)調度模式分析

結合電網(wǎng)調度負荷變化狀況，科學的布置運行機組，使得各機組之間能夠進行良好的協(xié)調，保證其安全性與穩(wěn)定性，以及提升經(jīng)濟效益等。上述內容相當于電網(wǎng)調度核心，為了提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，應選擇科學的電網(wǎng)調度方法，這一點需要相關工作人員引起重視。

2.1 構建新能源多目標優(yōu)化電網(wǎng)調度模式

隨著新能源裝機的需求逐漸加大，發(fā)電量呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，令能源結構獲得了新的調整。現(xiàn)如今，風力發(fā)電、太陽能技術等，相較以往更加成熟了，占據(jù)了更多的比重，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸向商業(yè)化方向轉變，和其他新能源相比，發(fā)展速度非?？?。

比如以光伏發(fā)電為例，增長速度最快，此外，風電規(guī)模也越來越大。在“十二五”期間，風電裝機容量達到一個新高度，發(fā)電量有了明顯的增長。但是受經(jīng)濟效益低的影響，在開發(fā)和利用新能源方面的技術略顯不足，而且新能源分布不夠集中，所以致使開發(fā)利用不夠均衡，究其原因在于地熱能、海洋能與生物質能等，不能進行集中式發(fā)電。怎樣實現(xiàn)目標多樣化的電網(wǎng)調度模式值得我們探討。比如我們應對各方面因素進行綜合考慮，以便進行數(shù)學建模，建模之前，應先設想合理的約束條件，如此一來，能提高構建多目標優(yōu)化電網(wǎng)調度模型效率。此外，構建完電網(wǎng)調度模型后，應借助算例進行檢驗，判斷其可行性，以此為依據(jù)，能夠運用科學的方法去設計電網(wǎng)調度策略。

2.2 當前采取短期的電網(wǎng)調度

以傳統(tǒng)電網(wǎng)調度為例，其負荷是能夠預測的，而且有穩(wěn)定以及可控的電力來源[4]。設計人員通常依據(jù)電源穩(wěn)定性去設計電網(wǎng)調度優(yōu)化方案。當過量的新能源融入電網(wǎng)，會令電網(wǎng)變得不可控，失去穩(wěn)定性，加大了預測發(fā)電功率的難度。為了電網(wǎng)能夠更加穩(wěn)定，提高其可控性，應有目的性的預留旋轉備用，當新能源發(fā)電不足時可以進行彌補。這樣就可以規(guī)避因為備用不足以及系統(tǒng)的失負荷引發(fā)的風險。然而受電網(wǎng)調度的短期性影響，降低了機組運行效率，這樣就造成了資源的浪費，使得新能源創(chuàng)造的社會與經(jīng)濟效益降低，還有可能加大運行成本。

2.3 整合電源結構分布

可以將增加系統(tǒng)調峰容量作為最佳的選擇方案。此外，相關人員應準備備用電源，挑選調峰能力強的電源。如此一來，一旦新能源運行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，就能立即進行調峰。

以新能源為例，發(fā)電充足的情況下，會出現(xiàn)剩余。應儲存這些剩余能量，需要借助能源儲備設備。在用電負荷很高的情況下，以往所存儲的電能會成為備用電源。在這種調度手段的影響下，使得新能源并入電網(wǎng)后，降低了風險，由于投資成本比較高，所以該手段沒有獲得廣泛運用。

2.4 合理引入側響應機制

智能化電網(wǎng)成為一種潮流，進一步推動了新能源的發(fā)展，逐漸成為大眾生活生產(chǎn)不可缺少的一部分。在此形勢下，具備調度能力的負荷群體層出不窮，在此形勢下，應令區(qū)域與個體電網(wǎng)關系變得更和諧，在電網(wǎng)調度設計方案中引入智能化電網(wǎng)。這樣就可以發(fā)揮剩余電能的作用，讓其在其他區(qū)域繼續(xù)起作用。令電網(wǎng)更加穩(wěn)定。為了令資源得到合理的運用，應引進測響應機制，將具有間斷性特征的新能源進行整合，提高其供電應變能力，令電網(wǎng)達到標準的穩(wěn)定系數(shù)。

3 結束語

以電能為例，關乎著民眾的生活和生產(chǎn)，隨著能源的不斷開采，能源耗竭問題嚴重，如果能源被開采殆盡，會嚴重影響人類的生活。所以我們應在傳統(tǒng)能源日益減少的情況下，開發(fā)利用新能源。事實證明，電網(wǎng)要想保持良好的穩(wěn)定性，就要適當?shù)牟⑷胄履茉?，否則會影響自身的安全。為了將能源進行融合，設計人員可以選擇運用多目標優(yōu)化電網(wǎng)模式，會起到事半功倍的效果。在此基礎上，能源結構會變得合理與科學，還令能源調度能力獲得了提升。為了對風電場進行管理與控制，應選擇先進的手段，這樣才能擴大電網(wǎng)調峰電力范圍，此外，還能拓展交易規(guī)模，使得新能源能長足發(fā)展。這樣還能規(guī)避新能源對于電網(wǎng)調度造成負面影響。此外，新能源能夠節(jié)約成本，進一步促進多目標優(yōu)化電網(wǎng)調度的落實。