电气自动化在新能源发电中的技术研究

引言

在新能源发电中应用电气自动化技术是提升能源利用效率、实现可持续发展、推动能源结构绿色转型的关键手段。在加速推进能源转型的新时期，自动化技术的应用能提高新能源发电系统的运行效率、降低碳排放，不断提升新能源发电的可靠性。

1 新能源发电特点

新能源发电系统区别于传统化石能源发电，具有一系列鲜明特点。首先，新能源具有可再生性和清洁性，其能源来源取之不尽、用之不竭，且在发电过程中几乎不产生温室气体与污染物排放，对环境友好。其次，新能源资源分布广泛，但受地理位置和自然条件影响，其能量密度相对较低，开发利用受到一定限制。再次，新能源发电出力具有间歇性及波动性，如风能、太阳能均呈现出随机性与不确定性，给电力系统的调度运行带来了挑战。最后，不同类型的新能源发电系统在技术原理、设备构成、运行特性等方面存在差异，需要因地制宜、科学规划，并采用先进的电气自动化技术来优化控制和管理，提高系统效率，降低运营成本，保障电网安全稳定运行。

2 电气自动化在新能源发电中的技术应用

2.1 在太阳能发电系统中的应用

2.1.1 无功补偿控制

光伏发电系统运行时易出现无功损耗、谐波等问题，阻碍影响发电系统的稳定运行，如不及时处理可能导致供电电压不稳或供电超负荷等问题，此时应通过电气自动化控制技术实施无功补偿控制，整体调节光伏发电系统，将上述不利因素对光伏发电系统运行稳定与安全性造成的负面影响降至最低。例如，某企业选用 NSA200APF 有源电力滤波器作为无功补偿装置，基于电气自动化控制技术实现了对光伏发电全过程的智能无功补偿控制，不仅能有效保护发电过程，还可以优化并调整系统控制功能。该装置的电磁兼容性较高，符合国家标准与行业规范，能维持长效、稳定作业，系统选用模块化设计，具备较强的拓展性能，插件通用性好，维护难度低，使系统表现出了较强的灵活性与集成功能，可有效提高太阳能资源的合理利用率，能更好地满足不同情况下的发电需求。此外，该装置具备强大的通信功能，支持多类通信协议，不仅可适应各种扩展需求，还具备多样化组合功能，可随时根据需求的变化做出调整。

2.1.2 负荷管理

电气自动技术也可以充分让智能控制系统在太阳能中的运用可以发出相应的能量，该配置能够有效地降低发电系统的负荷，从而实现智能化的发电负荷管理，这样既可以有效地保证新能源系统在发电时可以有效地运行，也能确保其在发电量较多时，对电量进行控制，让其即使处于用电高峰期也可以处于平稳发电的状态，实际上，这十分有助于电力企业的运营，也能改善人们的用电生活。

2.1.3 能量管理与优化控制

（1）动态功率优化。其通过电气自动化系统实时调整光伏发电的运行参数，让光伏组件始终在最大功率点工作。采用 MPPT 技术，根据光照强度和温度变化动态调整组件输出，提高光伏系统的能量转化效率。模糊逻辑控制或粒子群优化算法等现代自动化控制算法可进一步提升优化效果，尤其在光照条件快速变化的情况下。

（2）储能管理与调度。储能系统在光伏发电中起到平衡供需和提高电能利用率的关键作用。电气自动化系统通过智能调度算法，实现储能设备的充放电管理，避免因光伏发电波动导致的电网不稳定。根据负荷需求预测和发电量预测，系统可动态分配储能资源，确保峰值负载期间的电力供应，同时降低弃光率，最大化经济效益。

2.2 在风力发电中的应用

2.2.1 鼓风机调节

在风力发电过程中，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。比如，对风速进行监控，要能运用电气自动化技术的传感器，实时对风速进行监测。也要能观察风场的情况，这样则可以准确的捕捉风力，还应该对鼓风机的桨距进行调节。结合电气自动化技术，对其风扇的扇叶倾角进行调整，这样则可以在一定程度上提升风扇的效率。对于风方向的掌控，也有助于对风力发电的优化。

2.2.2 联网

风力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力发电，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，作为风力发电的关键部分，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。因此，电网的同步可以有效地保证风力发电的稳定供电。

2.3 在储能系统中的应用

电气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。针对不同类型的储能系统，电气自动化控制可以采取相应的控制手段，如对电池储能系统采用优化的SOC 控制，延长电池寿命；对飞轮储能系统采用变速恒频控制，保证稳定的输出品质。在多元储能场景下，还需要协调各储能单元的工作状态，优化储能容量配置，发挥不同储能系统的互补优势，全面提升储能系统效能。

结语

总而言之，新能源已经成为当前电力生产的重点资源，其具有绿色环保的特点，能实现节能减排。为了进一步提升新能源发电的安全性及效率，需要积极应用自动化技术，并将其贯彻落实于新能源发电的全过程。未来，随着自动化技术的发展，新能源发电将为电力行业带来更大的助力，为实现节能减排目标提供支持，也为未来电力行业的发展带来更好的机遇。

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