PDF《新能源电力系统控制与优化》

第33 卷第

12 期2016 年12 月控制理论与应用Control Theory &

Applications Vol.

33 No.

12 Dec.

2016 新新新能 能 能源 源 源电 电 电力 力 力系 系 系统 统 统控 控 控制 制 制与 与 与优 优 优化 化化DOI: 10.7641/CTA.2016.60660 刘吉臻, 王玮? , 胡阳, 刘敦楠, 李明扬 (华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室, 北京 102206) 摘要: 新能源电力的规模化开发以及传统能源的清洁高效利用已成为当前能源革命的主题. 目前, 我国新能源电 力比例持续增加, 但受限于化石能源占主导的电源结构, 未来很长一段时间内我国将处于混合能源时代. 强随机波 动性、 间歇性以及不确定性使得规模化新能源电力的消纳问题日益严重, 我国弃风弃光现象十分突出. 深入认知电 源侧、 电网侧、 负荷侧的基本特性, 着重解决其控制与优化难题, 是实现新能源电力系统安全高效运行的基本前提. 本文围绕电源效应、 电网响应、 负荷响应, 着重从电网友好型发电控制、 基于多源互补的火力发电弹性控制、 适应 高比例新能源电力消纳的电网调度控制、 需求侧资源特性与主动适应控制以及基于分布式能源的微电网控制5个 方面阐述了新能源电力系统局部与全局控制中存在的关键科学问题. 关键词: 新能源电力系统;

控制;

优化 中图分类号: TP273 文献标识码: A Control and optimization of alternate electrical power system with renewable energy sources LIU Ji-zhen, WANG Wei?, HU Yang, LIU Dun-nan, LI Ming-yang (State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract: The wide development of renewable energy power, together with the clean and ef?cient utilization of tradi- tional energy have become an important subject. In the forthcoming decades, China will stay at the mixed-energy period for a long time due to our energy structure. Although the renewable energy has a rapid development, the renewable energy power abandonment is very serious. To make a deep cognition on the characteristics of power, grid and load, and focus on solving their control and optimization problems, are the basic premise to operate the alternate electrical power system with renewable energy sources safely and ef?ciently. On the basis of power response, grid response and load response, the paper clari?es some key scienti?c problems on grid-friendly generation control, ?exible control on coal-?red units based on multiple energy sources compensation, grid dispatch control based on renewable energy'

s integration, demand sources characteristics and active adaptive control, and micro-grid control based on distributed energy. Key words: alternate electrical power system with renewable energy sources;

control;

optimization

1 引引引言 言言(Introduction) 面对化石能源日益枯竭、 环境污染、 气候变化等 人类共同的难题, 大力开发利用风能、 太阳能、 生物质 能等新能源, 提升传统能源利用效率, 发展智能电网, 已成为世界各国的基本共识和应对策略. 在我国, 加 快能源转型、 实现绿色低碳发展也已上升为国家战略. 截至目前, 我国并网的风电装机与太阳能光伏发电装 机均位居世界第一, 然而, 上网电量却与装机容量极 不匹配, 弃风、 弃光现象十分严重: 2015年, 全国弃风 电量339亿千瓦时, 平均弃风率高达15%, 甘肃、 新疆、 吉林等地区平均弃风率均超过了30%;