陳偉 陳博 袁心怡 王若華

摘要：隨著我國的持續(xù)發(fā)展，對于能源的重視程度越來越高。在當前新時代的社會背景下，我國各個行業(yè)都進入到了高速發(fā)展期，這同時也說明對于能源的需求也越來越高。電力作為人民生產(chǎn)生活中離不開的能源，目前國家對于電力系統(tǒng)進行完善調(diào)整，通過接入更多的新能源來提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。本文通過對于當前含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)進行探析，并分析未來發(fā)展路徑，為我國新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新能源;電力系統(tǒng)狀況;未來

隨著改革開放的持續(xù)，我國的市場經(jīng)濟高速增長，有效地推動了我國綜合國力的提升，但這增大了對于能源的依賴程度。當前我國愈發(fā)加大對于電力系統(tǒng)的投資，為了確保可持續(xù)性的發(fā)展，加大對于新能源電力的重視程度。目前來說，新能源電力還沒有辦法完全滿足社會生產(chǎn)的需要，還需要傳統(tǒng)電力與新能源電力齊頭并進，同時供應(yīng)來維護電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)[1]。在將兩種電力進行并網(wǎng)操作中，對于現(xiàn)有的電力系統(tǒng)提出了更高的要求，為了提升電力系統(tǒng)的運行能力，就必須對整體系統(tǒng)開展狀態(tài)估計工作，分析電力系統(tǒng)的實時狀態(tài)。本文從新能源電力并網(wǎng)建模、含新能源電力系統(tǒng)估計體系、算法和不良數(shù)據(jù)的處理作為切入口，進行合理的闡述，以此來推動我國含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的探究，為我國構(gòu)建智能型電網(wǎng)提供理論支持。

一、含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)評估

隨著對于電力系統(tǒng)的研究不斷深入，對于其系統(tǒng)這狀態(tài)估計的探索上已經(jīng)與取得顯著的成果，但由于實踐經(jīng)驗不足，也就導(dǎo)致這目前對于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計還存在著一些問題。目前對于系統(tǒng)狀態(tài)評估的不足之處主要有以下三點。一，采取的數(shù)據(jù)算法存在著一定的局限性，必須保證測量的結(jié)果滿足正態(tài)分布才可以確保測量數(shù)據(jù)的精準性，但在實際測量中，對于電網(wǎng)的測量數(shù)據(jù)只有很小的幾率才會呈現(xiàn)出正態(tài)分布，因此這種估計方案在實際操作中的作用不高，對于結(jié)果的準確性也不能保證。二，在采取量測變換技術(shù)開展狀態(tài)估計中，也存在著一定程度的限制，這種方案對于量測配置有著較高的要求，在估計過程中必須要滿足其需求才能夠合理地運用，因此對于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的結(jié)果缺乏一定的合理性。三，需要加大對于電力系統(tǒng)中三相不平衡產(chǎn)生的相間角度的重視，只有將這個問題合理地解決，才會確保狀態(tài)估計的工作的順利開展，提升估計結(jié)果的準確性。

二、含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計技術(shù)探索

在對于含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計工作中，普遍會采取建模仿真技術(shù)、多目標優(yōu)化和新型數(shù)據(jù)檢測等技術(shù)，這些先進的技術(shù)對于提升電力系統(tǒng)狀態(tài)估計工作有著切實可行的作用。

（一）建模仿真技術(shù)

在新能源并入電力系統(tǒng)后，對于模型的搭建方面有著新的需求，因此相關(guān)工作人員要加大對其的研究力度。首先要針對于電力網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行更加深入的探究，對原有的建模進行優(yōu)化與完善，力求建模與拓撲結(jié)構(gòu)可以高度符合。其次，加大對于并網(wǎng)模型的研究力度，新能源在同傳統(tǒng)能源進行合并之后，電力系統(tǒng)也從原本的單向式供電轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞蚴焦╇?，因此在進行建模仿真環(huán)節(jié)時要針對性地構(gòu)建更為匹配的模型。

（二）多目的優(yōu)化算法

含新能源發(fā)動機狀態(tài)評價工作的實施就是需要針對大量的數(shù)據(jù)來進行測試，通過科學(xué)合理的進行測試，從而獲得較為準確的測試結(jié)果，所以我們在狀態(tài)估計方面的實施就是需要針對這些問題來進行創(chuàng)新，選擇一種比較合適的方式。特別是在新能源電力技術(shù)被納入電網(wǎng)體系之后，使得原來的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)從規(guī)模到結(jié)構(gòu)都已經(jīng)出現(xiàn)了很高程度的擴展，同時又增加了電網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜度，所以過去采取的這種算法已經(jīng)無法完全滿足這種情況。所以我們在現(xiàn)階段就要依托自己原來的建模資料，運用多目標優(yōu)化算法，全方位地考慮運行約束、結(jié)構(gòu)約束已經(jīng)代價等方面的影響，以此來提升算法的有效性。

（三）新型數(shù)據(jù)檢測法

新能源電力在并入到傳統(tǒng)電力系統(tǒng)之后，整個電力系統(tǒng)的規(guī)模都有著較大的擴充，使得所生成的信息數(shù)據(jù)急劇增加，因此就不能保障所有信息數(shù)據(jù)的有效性，會摻雜著許多不良數(shù)據(jù)，這些不良數(shù)據(jù)中有一部分是與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相匹配的，一部分則生成與并網(wǎng)之后。對于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計工作中需要對于全部的數(shù)據(jù)信息進行嚴格合理的評判，才可以確保后期工作的順利進行。所以要對于數(shù)據(jù)的檢測方法進行優(yōu)化改進，利用更加先進合理的有效方法進行數(shù)據(jù)信息的檢測。目前對于數(shù)據(jù)檢測中應(yīng)用的方案雖然可以得到較為合理的結(jié)果，但這些方案在實時性分析上都沒有亮眼的表現(xiàn)，這也是后期需要攻克的重要難題。

三、含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計未來發(fā)展的路徑

隨著我國對于新能源電力研究的重視程度越來越高，分布式電源會越來越多地被接入到配電網(wǎng)之中。在這種大環(huán)境中，會導(dǎo)致今后的電力系統(tǒng)更加復(fù)雜，運行期間所生成的數(shù)據(jù)也越來越多，傳輸也更加的迅速。這也使得后期對于含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的發(fā)展會朝著高精準度、高時效性去發(fā)展，以此提升整體電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，為國家的發(fā)展，社會的生產(chǎn)提供能源基礎(chǔ)保障。

（一）狀態(tài)估計相關(guān)的新能源并網(wǎng)建模

隨著我國近幾年對于新能源電力與傳統(tǒng)電力的并網(wǎng)問題加大研究，已經(jīng)取得一定成果。在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的處理方面，可以有效的進行實時反應(yīng)，將新能源并網(wǎng)、脫網(wǎng)交替運行與各個配件的實時變化進行分析處理。通過圖論的電網(wǎng)規(guī)劃方法、分布式拓撲結(jié)構(gòu)處理方法，可以有效的處理規(guī)模愈發(fā)擴大的電力系統(tǒng)。通過智能優(yōu)化算法的拓撲結(jié)構(gòu)分析解決方案，在優(yōu)化系統(tǒng)運轉(zhuǎn)拓撲的同時，確保系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟效益。

在對于新能源電力與傳統(tǒng)電力進行并網(wǎng)操作后，其電網(wǎng)規(guī)模愈發(fā)擴大，這也要求這對于系統(tǒng)視覺觀察方面有著提升[2]。新能源電力會隨著時間推移進行并網(wǎng)操作，這也導(dǎo)致系統(tǒng)的量測設(shè)備出現(xiàn)改變。鑒于此原因，在新能源電力合并到傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)后就要求對于系統(tǒng)的觀察性提出了新要求，必須具備最小量的配置方案，以此來保障對于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計工作開展得合理順利。同時，因為電力系統(tǒng)中對于PMU的使用愈發(fā)普及，也要探究如何合理的將PMU的價值進行最大程度的利用。對于目前電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的研究中，如何基于信息融合技術(shù)、模糊力能等把傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)量測與PMU量測進行科學(xué)合理的有機結(jié)合來提升系統(tǒng)觀測性也成為了急需攻克的難題。

最后對于新能源電力并網(wǎng)的方式和并網(wǎng)后的建模需要進行全方位的考量，針對于分布式電源的接口方式、新能源類型以及新能源電力并網(wǎng)后對于當前電網(wǎng)系統(tǒng)的影響進行分析，以此為基礎(chǔ)理念選取最為合理的并網(wǎng)方式。

（二）含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計算法。

對于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計利用數(shù)學(xué)知識可以把其當作一個含等式或不等式約束的優(yōu)化問題。在新能源電力大規(guī)模的并入當前電力網(wǎng)絡(luò)之中，也使得電網(wǎng)得到了極大的擴張，因此也會有更多數(shù)據(jù)信息的產(chǎn)生，而之前所采用的經(jīng)典優(yōu)化算法已經(jīng)不能再去對于日益龐大的數(shù)據(jù)進行分析處理，加大對于智能優(yōu)化算法的探索也成為電力系統(tǒng)估計發(fā)展的重要問題。通過對于算法的優(yōu)化創(chuàng)新來應(yīng)對當前電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析需求。比如在局部優(yōu)化算法中禁止搜索，模擬退貨算法或者將局部優(yōu)化和整體優(yōu)化相互結(jié)合，利用混合算法對狀態(tài)估計進行優(yōu)化。

除了對于新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計進行建模方面的優(yōu)化與完善，同時還要針對于估計結(jié)果的變量與系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的行為約束、結(jié)構(gòu)約束、并網(wǎng)之后的新能源發(fā)電機的運轉(zhuǎn)及維保經(jīng)濟成本等多方面進行分析，利用多目標優(yōu)化算法對整體問題進行分析處理。

在狀態(tài)估計優(yōu)化中，對于數(shù)字信號處理也要加大重視力度，科學(xué)合理的運用到估計流程之中。在這里可以借鑒學(xué)習納貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對于處理新能源電力隨機i性、時空關(guān)聯(lián)性等方面的特點適當?shù)膶τ跀?shù)字信號進行相應(yīng)的處理，例如對于卡爾曼濾波、粒子濾波、自適應(yīng)濾波等的研究力度進一步加大，探究其與新能源電力的關(guān)聯(lián)特性，以此為理論基礎(chǔ)構(gòu)件一套完善合理的狀態(tài)估計體系。吸收置信傳播算法的微電網(wǎng)狀態(tài)估計、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)狀態(tài)估計的優(yōu)勢，同時將利用隨機序列分析方案分析風電的地域關(guān)聯(lián)系惡化太陽能氣候相關(guān)性，以此為核心搭建合理的電力系統(tǒng)估計方案[3]。這都需要相關(guān)人員對其進行更為深入的探究。

伴隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的擴張，傳統(tǒng)的狀態(tài)估計算法無論是在計算效率還是數(shù)據(jù)精準度上都已經(jīng)不能迎合系統(tǒng)的監(jiān)管與通信需求，新的計及大規(guī)模新能源電力并網(wǎng)的分布式狀態(tài)估計算法也成為了發(fā)展的必然趨勢。此外，電網(wǎng)的控制中心，不能只是對于電力系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)進行監(jiān)管，更要注重局部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。基于這個原因，加大對于多區(qū)域電力系統(tǒng)狀態(tài)估計方法的研究可以有效的滿足這個需求，這也是電網(wǎng)系統(tǒng)智能化的而會心要求。在狀態(tài)估計方面，有相關(guān)資料指出未來的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計會隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展中向著多極化發(fā)展，尤其是多層多級狀態(tài)估計與分布式多級狀態(tài)估計，這也是新能源電力并網(wǎng)后對于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計發(fā)展的必然趨勢，也是當前研究的重要方向。

（三）含新能源不良數(shù)據(jù)檢測與辨別

新能源電力并入傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)后，會導(dǎo)致整體系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息資料急劇增加，但這些數(shù)據(jù)中會充斥著大量的不良數(shù)據(jù)，而且這些不良數(shù)據(jù)還具有著一定的相關(guān)性，所以要加強對于不良數(shù)據(jù)的檢測與辨別，進而提升數(shù)據(jù)分析能力。傳統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)檢測與辨別方法對于不良數(shù)據(jù)大量分析及具備關(guān)聯(lián)性的不良數(shù)據(jù)辨別有著明顯的缺陷，如果對于檢測辨別方法不進行優(yōu)化與完善，會導(dǎo)致系統(tǒng)規(guī)模無限制的擴大，計算工作量急速提升。所以探究更為科學(xué)合理的分布式抗差狀態(tài)估計算法、多不良數(shù)據(jù)分布式檢測及辨別方法、充分分析不良數(shù)據(jù)相關(guān)性的分布式不良數(shù)據(jù)檢測與辨別方案以此來提高系統(tǒng)對于不良數(shù)據(jù)的抵制能力，從而提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

目前普遍采取的不良數(shù)據(jù)檢測與識別方案主要是針對于系統(tǒng)靜態(tài)情況而來的，不能有效的對系統(tǒng)進行實時在線排除不良數(shù)據(jù)。所以相關(guān)人員可以加大對于動態(tài)估計方法中新型信息預(yù)先對電力系統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)進行檢測與辨別，在檢測到之后結(jié)合濾波后的后驗信息檢測與辨別系統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)[4]。其次電力系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)雖然可以提升對于不良數(shù)據(jù)的檢測與辨別，但對于誤差幅度較小的不良數(shù)據(jù)還是比較吃力的。因此可以針對靈敏度分析法進行探究，去分析系統(tǒng)的信息及后驗信息，從而實現(xiàn)對于誤差幅度較小的不良數(shù)據(jù)的檢測與辨別。

新型的不良數(shù)據(jù)檢測與辨別方法相比較于過去的方法，其蘊含的新理念會顯示出潛在問題已經(jīng)更具預(yù)見性和較高的檢測能力，因此先進的新理念新方案的應(yīng)用對于含新能源電力系統(tǒng)中不良數(shù)據(jù)的檢測與辨別具有較高的研究價值，可以有效的確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

總結(jié)：目前我國對于新能源電力的應(yīng)用越來越普及，也將其成功地并入到傳統(tǒng)電力系統(tǒng)之中。由于目前科技水平與經(jīng)濟條件的限制，當前對于新能源電力的應(yīng)用還是存在著一定的局限性，無法擴大發(fā)電規(guī)模，在整個電網(wǎng)系統(tǒng)中也只能作為輔助電力進行供給。但隨著新能源概念的愈發(fā)普及，新能源汽車、新能源儲電設(shè)備的出現(xiàn)都在促使新能源電力的發(fā)展。作為一種無污染的可再生能源，這對于人類的發(fā)展與社會的進步都有著積極的影響，這也表示著新能源電力未來的發(fā)展具備著很大的空間。新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的發(fā)展與創(chuàng)新會有效地促進新能源電力的發(fā)展，相關(guān)人員需要加大對于這一方面的探究，針對于狀態(tài)評估體系、算法、不良數(shù)據(jù)處理等方面進行完善優(yōu)化，從而推動我國電力系統(tǒng)健康發(fā)展。

參考文獻：

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[3]李建林，田立亭，來小康。能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，39（23）：15-25。

[4]晁暉。中國新能源發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].武漢大學(xué)，2015。

作者簡介：

陳偉，男，湖南長沙，漢，1975.4.12，大學(xué)本科，營銷工程，國網(wǎng)上海市區(qū)供電公司，客戶經(jīng)理，工程師