摘要：能源是工业的支柱，也是国民生活的支柱，我国传统发电系统多用煤炭、天然气、石油等不可再生能源作为发电的重要能量来源。但随着时代的发展传统能源逐渐被消耗，总有消失的一天，因此迫切的需要新的能源代替传统能源，随着科学技术的发展，新能源电力系统所占比例不断攀升。因此在未来社会，我国将处于一个传统能源与新能源结合的混合能源时代。因此研究新能源电力系统的优化控制方法将是非常重要的。
关键词：能源；传统电力；可再生能源；新能源；优化；控制；方法
1.新能源电力系统优化控制方法研究的必要性
目前我国使用新能源发电占有率不断攀升，且新能源电力系统是一个非常庞大的系统，因此，应按照分解和协调的原则对其进行控制与优化，同时也要估计到各区域的子系统的优化与自处理。新能源电力系统在供给侧与负载侧的双随机性及管控单元的复杂性与多态性、源与源及负载与负载的互补性使得系统具有较强的整体性因此管控难度较大。所以，对于新能源系统的优化和控制方法的研究是非常必要的，这也是发展规模化的新能源电力系统的基础。
2.新能源电力系统控制与优化
2.1电网友好型发电控制
因为新能源电力具有强不稳定性，所以规模化的并网实施起来较为困难。因此实现发电测的电网友好型发电控制是非常有必要的，特别是对于新能源发电若实现其电网友好控制【1】可以大大的降低在规模化并网时对电力系统运行的影响，提升新能源电力的销纳。
与传统的能源相比，风能，太阳能等新型能源是种一次能源，且不可控，通过气象监测、历史记录及一些先于经验的知识，是提高新能源电力输出可控性及发电率的重要手段。所以，通过新能源发电预测可以有效降低电网调峰压力，降低系统备用容量，提高电网对新能源电力的吸纳能力。通过分析预测对新能源电力系统进行功率控制。功率预测【2】在时间尺度上可以分为分、时、日三种，其中，分钟级预测是优化控制的基础为其提供前馈输入信号，小时级主要用于电网的调控和管理。前两种功率预测具有较高的精度，日级预测精度稍有逊色。通过比较各地域新能源的特性，结合目前的高科技气象数据，以预测机制为主题创作新型技术与方法可进一步提高预测精度。
对于单元机组而言，工艺水平与调控策略对电网友好型发电控制有较大影响。以太阳能为例，光电通常要具备以下条件：光照充足，系统负载，太阳能板面积，光照角度，及太阳内板材料，这些都投入了大量的人力物力进行研究，致力于提升对太阳能的有效控制与利用，提高电网友好性。
就单机组而言，发电厂功率输出可控性较好，具有随机波动性弱，多资源调配选择的特性。目前新能源发电增长较快，场站内多资源的调度分配需要重点考虑。当下，在新能源场站的输出功率控制上分级、分簇为主流方法，通过不断的完善未来的发展将更加精细优秀。例如可以通过风电和光伏发电的互补来抑制随机不稳定性。所以对于新能源场站的控制要在集中与分散保持平衡，这样是电网友好型发电的基石。
2.2新能源电力系统多源协同控制
多源互补控制即将各种形式能源发电形式之间寻求一个平衡，其中主要是利用水能源、煤炭能源等一些传统的能源来协调太阳能、风力能源电力输出的随机波动性，从而提供稳定的且可调控的电力输出，从而达到电力的实时供需。我国煤炭储量较大且水电、燃气及燃油发电相对匮乏，所以在我国可控性较差的燃煤火力发电仍占据主导地位。所以提高对于燃煤发电的控制是我国达成多能源互补，提高新能源电力利用的重要途径。
可以将火力发电控制概括为三个主要的方面：深度调峰控制、循环启停控制及快速爬坡控制【3】。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对《中国可再生能源产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》【4】进行分析得出，电力企业弃水、弃风、弃光问题严重，之所以出现这种情况主要原因是深度调峰不足，我国目前的火力发电的发电机组调峰远低于国际水平，仍然沿用老旧的火电调节进行运行考核，大量火电机组仍沿用传统的技术方案和运行方式。低负载会使电厂损失上网电量还会使机组工作效率大大降低。以上因素导致发电侧参与深度调节的积极性下降，因此需对火电基于一定补偿，改善火电机组的深度调节能力。
其次快速爬坡控制也对我国大规模新能源电力并网也产生一定的阻碍。由于新能源电力的预测精度还不是很高无法准确预测输出电力，因此电力系统必须通过其他的装置辅以风电和光电，当爬坡能力不足时无法产出相应的电力，将会导致两者之间的交换功率超出许应偏差，所以这也导致风电和光电无法被重视，从而出现弃风弃电的情况。
循环启停对新能源电力的销纳也有较大影响，传统循环启停周期较长，并且安全性和经济性也被大大降低。当下，外国一些电力公司通过设备升级改造及研发先进的调控技术达到了每天4次启动停止，这一做法将为大规模新能源电力并网销纳奠定基础。
综上所述，改善当前火力发电的三大主要控制技术，可实现新能源与传统煤炭能源实现多源互补，使得系能源电力得到大规模并网，提升新能源的销纳。
2.3需求侧资源特性与主动适应控制
对于供需关系而言，传统的电力系统供电侧是相对可以控制的，对于用户需求来说具有一定的不稳定性，而“以客户为主题”是电力公司对电力调度一直遵循的原则，所以对于不稳定的负载端应给予相应稳定的可控的供电端来适应。近些年，电力网络的波动较大在用电高峰和用电低谷之间差值逐渐增大，并且新能源电力规模化的并入电网，仅仅通过供电侧去达到供电侧与需求侧的平衡正在变得越来越难。因此电力系统迫切的需要一种新的供需方式来减小电网的用电高峰与低谷之间的差值，减小供电侧的调控压力，提高电力系统的稳定性，因为新能源电力系统的不稳定性，新能源的规模化并网不能实际的解决供需侧之间的问题，因此负载侧应通过主动的适应控制与合理的资源分配来达到上述要求。在生活中其实存在大量可调整及可平移的电网友好负荷，如冰箱，洗衣机等，这些资源并没有得到充分的发掘。在我国生活用电约占百分之十五到百分之二十之间，这之中的一半以上是可以平移载荷。充分认知了这些资源的特性，就可以设计相应的分配方案，平移负载，以达到缩减谷峰之间的差距平衡供需目的。
在认清需求侧的资源特性之后，可以根据不同的需求侧的特性，制定电源侧与需求侧的映射关系，并根据这一映射关系研究相应的函数模型，寻求电力系统在供电侧分配的最优解及相应的利益最优解。使得需求侧综合资源能互补利用协同合作。以此来达到电力系统的稳定分配及新能源电力系统规模化并网带来的一些诟病，促进可再生能源规模化并网销纳及新能源电力系统的安全稳定运行提供坚强支撑。
3.总结
从上述分析可以看出，要使新能源在我国被广泛的使用，高效的新能源电力系统优化控制方法将是不可缺少的，应该使新能源电力系统与传统电力系统相互补充，取长补短，充分利用传统电力系统的稳定可调可控性，平衡新能源电力系统的强随机波动性，另外要充分考虑需求侧的特性根据需求侧的特性促进新能源电力的销纳。并且在未来很长时间内新能源电力系统将会与传统能源电力系统协同合作，充分发挥新能源的价值，最终使得新能源成为我国电力系统的主力。
参考文献：
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[3] 刘吉臻,王玮,胡阳,刘敦楠,李明扬.新能源电力系统控制与优化[J].控制理论与应用,2016,12:6-7.
[4]冯颖.光伏产业前景可期资本与技术难题待解[J]. 能源研究与利用,2016,2:9-10
作者简介：贺未（1986-07），男，汉族，籍贯：山西省忻州市，当前职务：技术部经理，学历：大学本科，研究方向：电力设备的研发设计和制造
论文作者:贺未
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/22
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