电气自动化在新能源发电中的技术研究

引言

新能源的开发利用成为全球能源转型的重要方向，但受限于新能源的间歇性、波动性等特点，其大规模并网面临诸多技术挑战。电气工程自动化技术在新能源开发中扮演着至关重要的角色，科学合理的自动化控制策略是提高新能源利用效率、保障电网安全稳定运行的关键。

1 关于电气自动化在新能源发电中所具有的价值分析

在对新能源发电进行研究的过程中，可以发现，电力系统中的电气自动化技术在其中具有较强的影响，因此，对于新能源发电的研究，更要注重对电气自动化技术的运用。新能源发电实际上是在发电的过程中将太阳能、风能、水能等新能源连接到电力系统中，然后，电力系统在结合互联网，将电力传输到各个区域，这样既可以保证电力的及时传输，也可以让发电系统更加具有可靠性和稳定性，这也就充分地说明，研究电气自动化技术在新能源发电中运用的意义所在。对于电气自动化技术在新能源发电中的运用，首先，要深入研究新能源发电系统，这主要是因为该系统在运行的过程中可以有效地实现可再生能源，这样电力企业则可以将其能源进行再次运用。现如今，人们对能源的需求量逐渐提升，世界各国的能源日益减少。所以，要充分运用可再生能源，这样才可以让发电系统实现可持续发展，也可以有效地维护能源的安全运用。我国要提升新能源的发电效率，电力企业要积极创新优化电网的运行，增强电力系统以及电网的管理。其次，我国电力企业要积极开展新能源发电系统研究项目，要能将提升电网稳定性以及可靠运行作为主要的发展目标。电力企业要充分认识到新能源发电具有不稳定、间歇性等问题，在研究新能源发电的过程中，要能主动应对其问题，研究新的方法，结合科学技术让新能源与电气自动化技术的融入使电力系统更加稳定。

2 电气工程自动化在新能源开发中的控制策略

2.1 风力电能中融入电气自动化技术

（1）鼓风机调节。在风力发电的过程中，主要是运用鼓风机进行电力调整，该机器主要是当前我国电力行业中较为常见的新型的风力发电设备。在风力发电的过程，电气自动化技术结合鼓风机对电量进行调整，则可以维持电力系统的稳定性。因此，对于鼓风机的运用十分重要。相关企业部门要正确运用电气自动化技术，对鼓风机的运行进行控制，要能真正实现对风扇叶片的倾角进行实时的调节，这样才有助于对鼓风机的优化，实际上这十分有助于对风力进行发电，也能在一定程度上增强发电的质量。在对鼓风机进行条件的过程中，还应该解决风力发电的数据以及风向的数据，对发电系统进行控制。（2）联网。风能发电最关键的就是结合互联网，因此，在运用电气自动化技术的过程中要实现网络的连接，这样则可以准确地控制风能发电，而且也可以在一定程度上保证新能源的有效输出，更可以让电气自动化技术与风电发电实现协同操作。而在过程中，其逆变器、同步机的控制也十分关键，电力企业要实现电网同步，这样则可以有效地控制其他组件，作为风能发电的关键部分，变频调速系统起着较为主要的作用，这主要是因为其功能将变频风机输出的直流电转换成电网所需要的交流电。（3）预测与监督。在融入电气自动化技术的阶段，要能对风电机组展开实时的数据信息预报。这样则可以有效地提升风能发电的效果，根据相关资料显示，风能发电可以掌握风速。这样就可以有效地改善风机的运转及发电效率。在这个过程中，实际上能维护风能发电的稳定性。电力企业要能运用该方法，对风力发电系统中的气象、风速等进行实时监测，以便于能够对风力发电系统进行预报，从而对其进行合理的调节。而在进行预测和监督的过程中也可以实现对风能发电的故障诊断，在诊断的过程中，主要是对设备运行状态所呈现的数据进行分析以及监控，这样则可以快速发现风能发电的问题，以便于及时地维修，从而促使风能发电可以达到最佳发电效率。

2.2 光伏并网系统的电能质量控制与优化

实现同期合闸的首要步骤乃是对并网点电压、频率予以实时监测，系统首先借助安装于逆变器以及电网侧的高精度电压传感器、频率测量设备，捕捉同步电气量的数据。为确保并网之安全，逆变器输出的电压与频率务必与电网保持相同的相位差，而这一目标可自动化控制系统中的闭环控制算法得以实现，假设电网频率为 50Hz ，光伏系统输出电压为380V，倘若两者之间的相位差大于1 度，自动控制系统便会迅速调整逆变器输出，促使相位差减小至规定范围之内，进而发出同期合闸信号。同期合闸的关键在于精确捕捉同期点的电气量，并在毫秒级时间内完成合闸动作，在此过程中所使用的控制算法通常涵盖PID（比例-积分 - 微分）控制器。光伏并网系统的电能质量控制与优化，光伏发电系统的间歇性与不稳定性，或许会引发电能质量问题，其中包括电压波动、频率偏移以及谐波失真，针对这些问题，电气自动化技术多种控制手段来确保电能质量的稳定。在电压控制方面，光伏并网系统通常配备有无功补偿设备，诸如静止无功发生器（SVG）或者无源滤波器，这些设备能够依据实时检测到的电压波动数据，调整无功功率输出，稳定电网电压，若检测到电压下降，SVG 便会自动注入无功功率，以将电压提升至正常范围。频率控制主要依赖于逆变器的调节能力，当检测到频率偏差时，逆变器会调节有功功率的输出来控制频率波动，假设系统检测到频率偏移 0.1Hz，自动控制系统会指令逆变器在极短时间内调整有功功率输出，确保频率快速恢复至 50Hz 。

2.3 储能系统的自动化控制策略

电气工程自动化技术可以根据新能源出力预测和电网负荷需求，优化储能系统的充放电控制，合理安排储能系统的运行工况。在新能源出力高峰时段，控制储能系统充电，削减新能源并网峰值；在新能源出力低谷或无出力时段，控制储能系统放电，填补新能源并网断面，从而平滑新能源发电曲线，提高电网对新能源的接纳能力。电气工程自动化技术还可以根据电价等经济因素，优化储能系统的调度策略，在满足新能源消纳需求的同时，兼顾储能系统的经济效益。

结语

综上所述，电气工程自动化技术正以前所未有的速度朝智能化、数字化、绿色化方向发展。新兴技术与电气工程自动化的深度融合，正在重塑电力系统的运行模式和业务形态，为能源变革注入新的动力。人工智能、大数据分析、区块链等技术的应用，不仅提高了电力系统的运行效率与可靠性，也为新能源的大规模开发和利用提供了有力支撑。未来，电气工程自动化技术将继续与前沿科技相结合，不断突破创新，推动能源系统朝更加智能、高效、环保的方向发展。

参考文献：

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