摘要：本文围绕新能源电力系统进行讨论，并从多方面入手对其控制及优化进行探讨，希望能够有效推动新能源电力系统的提升，促进电力产业的现代化发展。
关键词：新能源；电力系统；控制；优化
随着传统能源的枯竭，利用新能源进行智能电网建设已经成为时代发展的必然趋势，但使用新能源进行电能生产具有一定的间歇性和随机性，将其并入电网当中会加大电网的控制难度，而这正是导致对新能源电力进行消纳存在困难的主要原因，根据我国在能源方面的发展规划，要逐渐将新能源从辅助能源向主导性能源过度，形成新能源的电力系统，该系统使得各方面的联系得到了有效的增强，而针对新能源电力系统进行深入的研究，对控制及优化理论和方法进行创新，对于新能源电力消纳问题的解决具有至关重要的作用。
一、电网友好型发电控制
与传统能源的形式相比，新型能源缺乏可控性，需要结合相关数据以及气象信息对其进行超前的预测和分析，这也是增强新能源发电功率输出控制的根本途径，所以，预测新能源发电的功率已经成为降低备用系统容量、解决电网调峰压力、增强电网接纳能力的重要手段之一，可以按照时间尺度将功率预测分为日级、小时级和分钟级，分钟级的功率预测可以生成前馈输入信号，并将其作为单元机组进行控制及优化的参考依据，而小时级的预测则在电网管理及调度控制当中较为适用，通常在电网进行日前调度过程中才会对日前预测加以应用，在分钟和小时级方面的功率预测具有非常高度精度，为了使其预测精度得到有效的提升，需要对各地区当中的新能源特性进行综合的考虑。并与新进的科技气象数据相结合，根据预测机制对方法和技术进行创新[1]。
在新能源场站当中，功率输出要比单台机组的可控性好，一是因为减弱了场站的功率输出波动；二是发电单元的多样性，能够使电源的调配获得更多的选择，而新能源发电单元的维数增长迅速，所以对于新能源场站当中的控制工作而言，在场站当中实现资源调度的优化配置是一项非常重要的内容，当前分簇和分级控制在控制新能源场站功率输出方面发挥了很大的作用，且未来的发展将更趋向于精细化的方向发展，由此可见，通过对新能源场站进行协调分散优化控制和集中控制，能够使电网友好型发现的实现获得推动作用[2]。
二、多能源互补背景下的火力发电弹性控制
所谓多能源互补，主要是通过传统发电的可控性对新能源电力的功率输出波动进行平抑，从而获得具有良好稳定性及可控性的发功率输出，有利于平衡电能的实施供需，但我国在灵活性的电源方面较为匮乏，且发电机组以燃煤火力发电机组为主，在调频及调峰方面相对较差，所以说，对燃煤火电机组进行优化，使其弹性控制能力得到有效的提升，是落实多能源互补，增强电力系统消纳能力的有效途径之一。
火力发电方面的弹性控制主要由快速爬坡控制、深度调峰控制和循环启停控制等内容组成，图1为主要的控制技术。
图1
为了对火电机组进行增强，使其深度调峰能力得到提升，可以在锅炉侧使用等离子点火、富氧燃烧、投燃气或投油稳燃措施，使机组稳燃负荷被降低；因此为基础面对锅炉侧实施燃烧控制，可以使机组的负荷运转区间被拓宽；针对发电侧、汽机侧和其他的设备系统，可以通过改造设备以及控制优化的方式，使机组的深度调峰能力得到有效的提升。而热电解耦控制能够使热电联产机组的调峰能力得到很大的改善，需要注意的是，采用低负荷运行的方式会对造电厂上网电量的流失，同时还会影响机组的效率，而这些因素则会使深度调峰过程中发电侧的参与性受到影响，所以，对市场机制进行合理的调整，并针对火电机组进行适当的调峰补偿是火电机组提升深度调峰能力的前提。
除此之外，火电机组缺乏快速爬坡能力也是造成新能源电力难以实现规模化并网的主要因素，由于当前的预测技术不能对新能源的发电出力进行准确的预测，电力系统通常会对额外旋转备用进行增加，以此来应对新能源电源的波动性，如果系统当中的火电机组缺乏爬坡能力，就会导致系统的额外备用容量不足，从而导致联络线中的交换功率偏差超出允许范围，造成弃光、弃风的现象，而我国在煤质煤种以及运行控制方面都对火电机组的速率造成了一定的影响，所以，不但要对煤质参数进行准确的测量和重构，还要对协调控制方法加以优化，这也是增强系统控制质量的关键内容。为了使锅炉侧当中的大惯性、大延迟问题得到改善，使火电机组具备更好的变负荷能力，需要对机组蓄热进行深入的挖掘。
目前，增强电力系统的接纳能力，在火电机组当中实现循环启停已经成为火电机组发展的一个方向，传统形式的火电机组，在进行启停控制时需要较长时间，而且经济性和安全性较差，通过对设备以及操作方式的优化控制，能够使机组在一日当中完成4次启停，随着该项技术的不断发展，火电机组将会使系统的规模化消纳能力得到巨大的提升，使全额消纳成为可能[3]。
三、需求侧资源特性及主动适应控制
传统形式的电力系统在发电侧方面具有良好的可控性，但在需求侧方面则随机波动较强，而电力系统通常会将“用户至上”作为调度的基本原则，对发电侧进行可控的安排，以此来应对随机波动。随着新能源电力的并网以及电网峰谷差的加大，仅仅使用电源侧确保电能的稳定供需变得越来越困难，因此，新能源发电系统需要负荷侧通过资源的适应控制以及优化配置，解决电源侧调峰压力，缩减电网的峰谷差，使电力系统的运行更加稳定。其实在电力系统当中，有很多能够与电网进行友好合作的可平移负荷及可调整负荷，但这些资源的应用还不够充分，所以，应该对该类资源的特性加以了解，并对用户加以引导，通过平移负荷，对两侧进行协调优化，这也是新能源发电系统实现控制优化过程中的新挑战[4]。
针对新能源大规模并网之后电力系统内部调控资源存在不足的问题，可对具有兼容性的短期调度模式加以应用，根据各类需求侧在综合资源方面的短期相应特性及可调度特性，经过相关电价政策的影响，以需求弹性以及需求侧方面的资源价格弹性为基础，对电网双侧优化互动的模式加以构建，使电网系统中的各项内容实现协调同步。
结语
综上所述，新能源的规模化消纳困难已经成为限制我国能源结构转型的关键问题，想要使我国的新能源电力系统的控制得到进一步的优化，需要结合当前我国新能源电力系统发展的具体情况，制定相应的控制优化措施，并对其进行合理的应用，只有如此，才能实现新能源电力系统的不断深化，从而推动电力产业的现代化发展。
参考文献：
[1]刘吉臻，王玮，胡阳等.新能源电力系统控制与优化[J].控制理论与应用，2016，33（12）：1555-1561.
[2]刘故帅，肖异瑶，贺禹强等.考虑新能源类型的电力系统多目标并网优化方法[J].电力系统保护与控制，2017，45（10）：31-37.
[3]郭小璇，龚仁喜，鲍海波等.含新能源电力系统机会约束经济调度的二阶锥规划方法[J].电力系统保护与控制，2015，43（22）：85-91.
[4]陈晨，李平康，贾智州等.基于鲁棒方差优化的电力系统频率控制研究[J].电力系统保护与控制，2016，44（11）：53-60.
论文作者:张华,李伟,刘玉波,刘青茂
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：新能源论文; 机组论文; 电力系统论文; 电网论文; 火电论文; 功率论文; 能力论文; 《基层建设》2018年第1期论文;