新能源电力系统发电并网系统控制技术探究论文_林旭

新能源电力系统发电并网系统控制技术探究论文_林旭

广东电网调度控制中心 510030

摘要:文章从新能源电力系统发电并网简介出发,分别简述了系统发电并网系统控制方法以及新能源电力系统关键技术,以供参考。

关键词:新能源;电力系统;发电并网系统;控制技术

一、新能源电力系统发电并网简介

作为新能源的一种光伏发电而言,光伏并网发电系统是一种能够利用太阳能电池板将太阳能转化成交流电的发电系统。它能够通过控制和调制使产生的交流电与大电网电压同频、同相,可以向用户供电,也可以并入电网向电网供电。作为光伏发电系统的核心部分并网逆变器分为不含储能环节的不可调式光伏并网发电系统和含储能环节的可调式光伏并网发电系统。

不可调度式光伏并网发电系统没有储能环节,光伏阵列产生的直流电能通过并网逆变器转化为和电网电压同频、同相的交流电能直接送入电网。可调度式光伏并网系统包含储能部分,系统先将太阳能产生的直流电收集储存后根据需要来决定是将太阳电池产生的直流电能经逆变并入电网,还是作为用户端的不间断电源。系统的工作时间和并网功率大小可以人为灵活决定。相比较而言,不难发现在功能和性能方面,可调式光伏并网发电系统的优势明显高于不可调式并网系统。

光伏并网发电系统的拓扑网络结构可以分为:单级式并网,两级式并网和多级式并网。三者各自都有各自的优缺点,相比较可以发现对于单级式并网结构它是个成本低,效率高的大容量系统,它的特点是整个升降压以及控制策略需要在这仅有的一级环节中完成,因此它的控制算法较为复杂;对于包含DC/DC 升压和 DC/AC 逆变两个结构而言的两级式并网结构拓扑它在完成各项任务间是有分工的,最大功率点跟踪在升压变换中完成,逆变锁相在逆变 环节中完成,对于这种合作分工的形势而言,它的软件控制更加方便简洁,同样但两级式并网结构也存在一些缺点就是它需要的部件多,因此成本不会低。对于多级拓扑设计其组成结构更加复杂,因此成本也高,虽然级数多,各种功能可以更加方便的实现,但其结构复杂,产生的干扰也多,一般为避免这些干扰在实际中还是主要采用单级和两级式拓扑系统。

二、新能源电力系统发电并网系统控制方法

1.新能源电力系统多源互补控制方法

所谓的新能源电力系统多源互补控制方法,主要就是利用水利能源、煤炭能源等一系列传统的发电形式中的稳定性,来协调太阳能源、风力能源等可再生能源较为不稳定的电力输出,从而在多个能源相互之间补充的情况下,使电力系统达到相对平衡的状态。但是,也基于我国的实际国情,当前较为缺乏的就是能够储能灵活的能源,因此,在我国煤炭储量位居世界第三的前提下,就需要努力提升燃煤能源,以此来对当前较为薄弱的多个可再生能源进行互补,从而提升电力系统的利用率。

2.新能源电力系统友好型控制方法

新能源电力系统友好型控制方法相对于传统的能源形势来讲,能够提供更高的电力输出,有效地提升新能源电力系统的稳定性。新能源通过各项科学分析,依据历史数据以及天文气象等信息,利用数据分析解读可控手段和方法,因此,新能源的分析预测已经成为了调控的重要手段。对于新能源电力系统的分析预测主要是针对其功率进行控制。当前功率预测可以分为3个等级:日、小时、分钟。就当前新能源电力发展的状态看,优化控制方法的功率预测分级已经成为不可缺少的一项方式方法。在未来新能源的道路上,需要更加精细、更加优化、更加稳定的友好控制。同时,沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等一系列能源之间的互通互补也将成为重要的发展方向。

3.双侧资源控制

与原来采取的电力系统进行比较来看,采取的发电控制方式会随新能源发电规模变大而增大,只采用单侧能源控制方式无法达到对新绿色能源的发展需要。随着经济的不断发展,对电能的需求量不断增大。原来的单一能源供给和用户需求已经被突破。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以,针对新能源电力系统采取的双侧能源控制方式,有着显著的双随机波动性,为了更好地处理好能源发电配合问题,尽可能地减小误差来提升电力系统稳定性,可以使新能源发电系统得到有效的应用。

4.电力大系统多递阶控制

新能源电力系统为大系统应用的典型例子,比原来采用的大系统更为复杂,主要内容比传统大系统更为充实和丰富。新能源电力系统的调度需要利用大系统理论来对控制方法进行优化。把最底层的控制子系统作为基础,逐渐优化求解到长程协调器,通过协调器的优化处理再执行从上到下控制,需要保证控制过程的稳定性、经济性。广义模型为新能源电力系统基础性单元,来为大系统分析和综合提供保证,把原来用于单一领域和系统的模型进行广义化,从而建立起满足多领域和系统的控制模型。大系统分析为综合处理的前提条件,需要对系统结构和性能方面进行分析,从而确定出基本构架和控制模块间的关系。大系统的综合是把大系统分析和广义模型作为分析的根本条件,来对整个新能源系统规划和调控进行优化改进,可以为控制技术提供多种算法。

三、新能源电力系统关键技术

1.电网响应技术

应用电网响应技术,主要是由于新能源电力存在电网振动的缺陷,使新能源电力无法在电网内大力输送,这是受其系统相关特征影响而产生的电压耐受力与通电能力低的现象。可通过采用合理的低电压、高电压、不对称穿越的方式,改变系统的奔向你通过,使电力系统电网存在一定的惯性。我国的新能源建设与实际地理位置相结合,构建了全新模式的电网机构,运用国外先进的电力输送方式,从而实现各地区之间的电力系统能够进行互通,使太阳能、水能、风能、生物能等一系列的相关可再生能源实现跨区域电力交易机制,并进行系统建设,充分发展新型电网结构与先进的输电方式,进一步实现电网的先进控制与安全防御功能。

2.云端智能综合控制技术

由于大型系统的数据来源复杂多样,控制关系又错综复杂,对系统进行既有控制效率又有实施效果的改进,成为目前主要研究的课题。通过云技术的不断发展应用,云端智能综合控制技术被应用到新能源的电力系统中,一方面数据通过云存储技术实现了自由下载与使用,这使信息互通性大大加强;另一方面,系统规划与协调运行均可通过云计算、云处理技术得以实现,有效提高了系统的协调性;还有云端综合控制技术还完成了系统的智能化管理与控制,这也大大节省了系统资源。

3.负荷响应技术

新能源电力系统不具备较强的抗干扰能力,如果外界环境存在着较大的电磁干扰时,电力系统的可靠性、安全性就会受到影响,严重情况下会使得电力系统完全瘫痪,需要使电力系统具备承受更高峰值的能力。充分发挥出电力设备集中布置的优点,使得供电距离得到保证。也就是使电力设备在单位时间内可以共同来承担电力负荷,需要制定出新能源协同响应管理制度,采用技术手段来对电力负荷进行配置,进行电力系统运行大数据的分析和应用,可以在将来实现对电力系统的供电和需求侧进行互补。

4.信息交互技术

信息交互技术与广域能源资源协调规划技术有很大相似点。信息交互技术可在大数据基础上强化云计算的应用,组建出全新的电力系统。在系统内融入各种先进技术,包括大数据采集技术、大数据识别技术和大数据挖掘技术。能源模块内信息交互协作技术与互联网技术的结合,可以精准采集和筛选数据,并将数据传输到云端,及时排除无效数据,将有效数据传输到相应界面,针对存在异常的数据和信息开展精准识别。在信息交互过程中,可有效结合能源模块信息交互技术、配电网技术,组建整体性的能源结构。通过合理应用大数据技术,可预测用户的消费结构,解读传统数据,借助先进手段筛选出高价值信息,促使各方相互协调,合理调整我国城乡用电需求和能源结构。

参考文献:

[1]何志钢.浅谈分布式发电与新能源发电对电力系统[J].农村电气化,2017(5)

[2]张慧.浅析新能源电力系统的关键技术[J].城镇建设,2018(3)

[3]林普能.基于新能源发电在电力系统中的应用浅析[J].科技风,2018(12)

论文作者:林旭

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/14

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