新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略

蔡子恒

摘要：新能源發(fā)電是當(dāng)前我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，風(fēng)能和太陽(yáng)能作為主要應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng)的新能源，在緩解電子資源緊張、減少一次能源消耗等方面發(fā)揮著重要的作用。保證新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)滿(mǎn)足電力市場(chǎng)的供應(yīng)具有重要的作用。本文以新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，著重對(duì)新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了研究和分析。

關(guān)鍵詞：新能源;發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng);控制策略

前言：

在煤炭、石油等一次能源的儲(chǔ)量日益減少的背景下，人們正極力尋找各種新型的能源來(lái)進(jìn)行發(fā)電，在緩解能源緊張問(wèn)題的同時(shí)，也能夠?qū)ΡＷo(hù)環(huán)境和滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)電力資源的供應(yīng)需求。現(xiàn)階段，新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用，已經(jīng)能夠滿(mǎn)足部分地區(qū)的發(fā)電需求。對(duì)新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行分析，能夠?yàn)槲覈?guó)新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)水平的提高提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

一、新能源發(fā)電技術(shù)

（一）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要是利用風(fēng)力的動(dòng)能，來(lái)實(shí)現(xiàn)由風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有以下特點(diǎn)：首先，風(fēng)力發(fā)電主要應(yīng)用風(fēng)輪來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)備體積比較大且發(fā)電效率較低，這樣也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)地的建設(shè)位置更偏遠(yuǎn)。其次，應(yīng)用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的形式會(huì)比較容易受到天氣因素的影響，因而具有不穩(wěn)定性[1]。第三，風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化大多是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，很難對(duì)風(fēng)能進(jìn)行儲(chǔ)存，因而在實(shí)際應(yīng)用中仍存在的一定的限制。

（二）太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)則主要是借助專(zhuān)用的裝置和設(shè)備，將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式。這種發(fā)電方式主要應(yīng)用的是半導(dǎo)體材料，在實(shí)際應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)時(shí)，主要可以應(yīng)用并網(wǎng)發(fā)電以及獨(dú)立發(fā)電兩種形式[2]。與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)相同，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)也會(huì)比較容易受到天氣因素的影響，但由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)電效率要高于風(fēng)力發(fā)電，因而在新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中有著較為廣泛的應(yīng)用前景。

二、新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略的具體分析

新能源發(fā)電技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中會(huì)存在一定的問(wèn)題，將微網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略當(dāng)中，能夠有效減少新能源發(fā)電在并網(wǎng)中存在的缺陷和不足。在對(duì)新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行分析時(shí)，主要可以從以下幾個(gè)方面來(lái)入手：

（一）電力電子技術(shù)的使用

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的背景下，電網(wǎng)的運(yùn)行也在逐漸朝著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，而能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化運(yùn)行的主要依據(jù)，就是電力電子技術(shù)的應(yīng)用。電力電子技術(shù)也是建立在微網(wǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用的，這種技術(shù)能夠適應(yīng)微網(wǎng)的運(yùn)行需求，制造能夠應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行的電力電子設(shè)備。舉例來(lái)說(shuō)，并網(wǎng)逆變器是新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，建造該設(shè)備的元件很多都是以電力電子變換器和微網(wǎng)的連接來(lái)發(fā)揮作用的，該設(shè)備在系統(tǒng)的運(yùn)行中主要呈現(xiàn)出速度快、過(guò)流能力較低等特點(diǎn)。除此之外，應(yīng)用電力電子技術(shù)來(lái)補(bǔ)充微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制功能，也能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的有效控制。

（二）微網(wǎng)技術(shù)的使用及運(yùn)行控制

微網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際使用中主要包括分布式微源、負(fù)荷、電能轉(zhuǎn)換設(shè)備以及儲(chǔ)能裝置等部分，這些裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能源的有效處理，還能夠滿(mǎn)足多種不同形式能源的發(fā)電轉(zhuǎn)化需求。而微網(wǎng)技術(shù)也是能夠?qū)崿F(xiàn)新能源技術(shù)并網(wǎng)的主要技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)本地電力市場(chǎng)供應(yīng)的同時(shí)，將剩余的電力資源并入到電網(wǎng)中，避免電力資源的浪費(fèi)。然而微網(wǎng)中種類(lèi)各異的微電源會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成一定的影響，出于電網(wǎng)的安全運(yùn)行需求，需要對(duì)微網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)行進(jìn)行有效的控制。在微網(wǎng)的運(yùn)行中，將各個(gè)具體的部件容易存在的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，減少微網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行造成的沖擊，保障電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

（三）微網(wǎng)的能量管理

能量管理是微網(wǎng)運(yùn)行的核心部分，在當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)電力資源需求逐漸提高的背景下，微網(wǎng)在運(yùn)行中能夠結(jié)合電力資源的發(fā)電需求，通過(guò)對(duì)分布式設(shè)備及負(fù)荷的靈活調(diào)度來(lái)對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。與此同時(shí)，微網(wǎng)還能夠在使用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)微電源與電網(wǎng)之間的能量交換，當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，則可以通過(guò)放棄一些非關(guān)鍵的符合來(lái)保證電力系統(tǒng)負(fù)荷的承載力。

（四）對(duì)微網(wǎng)故障的檢測(cè)和保護(hù)

由于微網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)π履茉窗l(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行起到重要的保障作用，因而需要保障微網(wǎng)的正常運(yùn)行，需要對(duì)微網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)和保護(hù)，并及時(shí)對(duì)微網(wǎng)存在故障的問(wèn)題進(jìn)行維護(hù)和處理。新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中微網(wǎng)的運(yùn)行故障主要包括故障電流以及設(shè)備的損壞兩種情況。在對(duì)微網(wǎng)產(chǎn)生的故障進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)時(shí)，首先需要從分布式電源的功能能否正常發(fā)揮入手，對(duì)分布式電源進(jìn)采取一些措施進(jìn)行保護(hù);其次，針對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的故障損壞問(wèn)題，則需要對(duì)現(xiàn)階段應(yīng)用于微網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行持續(xù)的研發(fā)和優(yōu)化調(diào)整，才能夠讓微網(wǎng)在新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用。

從當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，新能源會(huì)逐漸成為發(fā)電的主要形式，保證新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行安全，能夠有效減少多種發(fā)電形式在并網(wǎng)中存在的問(wèn)題和不足，能夠?qū)崿F(xiàn)各種新能源發(fā)電方式的混合配制，減少單一的新能源發(fā)電方式存在的缺陷，在保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的同時(shí)，對(duì)促進(jìn)新能源發(fā)電形式在我國(guó)電力行業(yè)中的應(yīng)用具有重要的作用。

結(jié)論：綜上所述，新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效滿(mǎn)足市場(chǎng)電力資源的供應(yīng)需求。針對(duì)當(dāng)前新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的問(wèn)題，要想更好的發(fā)揮新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的作用，不僅要重視電力電子技術(shù)和微網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，還要從能源管理和故障檢測(cè)的角度入手，對(duì)新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行檢查和管理，保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全，讓其為實(shí)現(xiàn)電力資源的持續(xù)供應(yīng)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明.高滲透率新能源發(fā)電并網(wǎng)逆變器阻抗自適應(yīng)雙模式控制研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2020.

[2]劉家源.新能源并網(wǎng)逆變器的阻抗測(cè)量方法研究與裝備研制[D].湖南大學(xué)，2019.