陳偉 陳博 袁心怡 王若華

摘要：隨著我國(guó)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)于能源的重視程度越來(lái)越高。在當(dāng)前新時(shí)代的社會(huì)背景下，我國(guó)各個(gè)行業(yè)都進(jìn)入到了高速發(fā)展期，這同時(shí)也說(shuō)明對(duì)于能源的需求也越來(lái)越高。電力作為人民生產(chǎn)生活中離不開的能源，目前國(guó)家對(duì)于電力系統(tǒng)進(jìn)行完善調(diào)整，通過(guò)接入更多的新能源來(lái)提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。本文通過(guò)對(duì)于當(dāng)前含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行探析，并分析未來(lái)發(fā)展路徑，為我國(guó)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(lái)

隨著改革開放的持續(xù)，我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，有效地推動(dòng)了我國(guó)綜合國(guó)力的提升，但這增大了對(duì)于能源的依賴程度。當(dāng)前我國(guó)愈發(fā)加大對(duì)于電力系統(tǒng)的投資，為了確?？沙掷m(xù)性的發(fā)展，加大對(duì)于新能源電力的重視程度。目前來(lái)說(shuō)，新能源電力還沒(méi)有辦法完全滿足社會(huì)生產(chǎn)的需要，還需要傳統(tǒng)電力與新能源電力齊頭并進(jìn)，同時(shí)供應(yīng)來(lái)維護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。在將兩種電力進(jìn)行并網(wǎng)操作中，對(duì)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(yùn)行能力，就必須對(duì)整體系統(tǒng)開展?fàn)顟B(tài)估計(jì)工作，分析電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(jì)體系、算法和不良數(shù)據(jù)的處理作為切入口，進(jìn)行合理的闡述，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的探究，為我國(guó)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(píng)估

隨著對(duì)于電力系統(tǒng)的研究不斷深入，對(duì)于其系統(tǒng)這狀態(tài)估計(jì)的探索上已經(jīng)與取得顯著的成果，但由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，也就導(dǎo)致這目前對(duì)于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)還存在著一些問(wèn)題。目前對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估的不足之處主要有以下三點(diǎn)。一，采取的數(shù)據(jù)算法存在著一定的局限性，必須保證測(cè)量的結(jié)果滿足正態(tài)分布才可以確保測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，但在實(shí)際測(cè)量中，對(duì)于電網(wǎng)的測(cè)量數(shù)據(jù)只有很小的幾率才會(huì)呈現(xiàn)出正態(tài)分布，因此這種估計(jì)方案在實(shí)際操作中的作用不高，對(duì)于結(jié)果的準(zhǔn)確性也不能保證。二，在采取量測(cè)變換技術(shù)開展?fàn)顟B(tài)估計(jì)中，也存在著一定程度的限制，這種方案對(duì)于量測(cè)配置有著較高的要求，在估計(jì)過(guò)程中必須要滿足其需求才能夠合理地運(yùn)用，因此對(duì)于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的結(jié)果缺乏一定的合理性。三，需要加大對(duì)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(gè)問(wèn)題合理地解決，才會(huì)確保狀態(tài)估計(jì)的工作的順利開展，提升估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

二、含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)技術(shù)探索

在對(duì)于含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)工作中，普遍會(huì)采取建模仿真技術(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化和新型數(shù)據(jù)檢測(cè)等技術(shù)，這些先進(jìn)的技術(shù)對(duì)于提升電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)工作有著切實(shí)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(duì)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(duì)其的研究力度。首先要針對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行更加深入的探究，對(duì)原有的建模進(jìn)行優(yōu)化與完善，力求建模與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以高度符合。其次，加大對(duì)于并網(wǎng)模型的研究力度，新能源在同傳統(tǒng)能源進(jìn)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(jìn)行建模仿真環(huán)節(jié)時(shí)要針對(duì)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(dòng)機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)工作的實(shí)施就是需要針對(duì)大量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)科學(xué)合理的進(jìn)行測(cè)試，從而獲得較為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，所以我們?cè)跔顟B(tài)估計(jì)方面的實(shí)施就是需要針對(duì)這些問(wèn)題來(lái)進(jìn)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(lái)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(kuò)展，同時(shí)又增加了電網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜度，所以過(guò)去采取的這種算法已經(jīng)無(wú)法完全滿足這種情況。所以我們?cè)诂F(xiàn)階段就要依托自己原來(lái)的建模資料，運(yùn)用多目標(biāo)優(yōu)化算法，全方位地考慮運(yùn)行約束、結(jié)構(gòu)約束已經(jīng)代價(jià)等方面的影響，以此來(lái)提升算法的有效性。

（三）新型數(shù)據(jù)檢測(cè)法

新能源電力在并入到傳統(tǒng)電力系統(tǒng)之后，整個(gè)電力系統(tǒng)的規(guī)模都有著較大的擴(kuò)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(huì)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(duì)于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)工作中需要對(duì)于全部的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行嚴(yán)格合理的評(píng)判，才可以確保后期工作的順利進(jìn)行。所以要對(duì)于數(shù)據(jù)的檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，利用更加先進(jìn)合理的有效方法進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的檢測(cè)。目前對(duì)于數(shù)據(jù)檢測(cè)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(shí)時(shí)性分析上都沒(méi)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(jì)未來(lái)發(fā)展的路徑

隨著我國(guó)對(duì)于新能源電力研究的重視程度越來(lái)越高，分布式電源會(huì)越來(lái)越多地被接入到配電網(wǎng)之中。在這種大環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致今后的電力系統(tǒng)更加復(fù)雜，運(yùn)行期間所生成的數(shù)據(jù)也越來(lái)越多，傳輸也更加的迅速。這也使得后期對(duì)于含新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的發(fā)展會(huì)朝著高精準(zhǔn)度、高時(shí)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(guó)家的發(fā)展，社會(huì)的生產(chǎn)提供能源基礎(chǔ)保障。

（一）狀態(tài)估計(jì)相關(guān)的新能源并網(wǎng)建模

隨著我國(guó)近幾年對(duì)于新能源電力與傳統(tǒng)電力的并網(wǎng)問(wèn)題加大研究，已經(jīng)取得一定成果。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的處理方面，可以有效的進(jìn)行實(shí)時(shí)反應(yīng)，將新能源并網(wǎng)、脫網(wǎng)交替運(yùn)行與各個(gè)配件的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行分析處理。通過(guò)圖論的電網(wǎng)規(guī)劃方法、分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)處理方法，可以有效的處理規(guī)模愈發(fā)擴(kuò)大的電力系統(tǒng)。通過(guò)智能優(yōu)化算法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析解決方案，在優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)拓?fù)涞耐瑫r(shí)，確保系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

在對(duì)于新能源電力與傳統(tǒng)電力進(jìn)行并網(wǎng)操作后，其電網(wǎng)規(guī)模愈發(fā)擴(kuò)大，這也要求這對(duì)于系統(tǒng)視覺(jué)觀察方面有著提升[2]。新能源電力會(huì)隨著時(shí)間推移進(jìn)行并網(wǎng)操作，這也導(dǎo)致系統(tǒng)的量測(cè)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(duì)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(lái)保障對(duì)于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)工作開展得合理順利。同時(shí)，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中對(duì)于PMU的使用愈發(fā)普及，也要探究如何合理的將PMU的價(jià)值進(jìn)行最大程度的利用。對(duì)于目前電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)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(cè)與PMU量測(cè)進(jìn)行科學(xué)合理的有機(jī)結(jié)合來(lái)提升系統(tǒng)觀測(cè)性也成為了急需攻克的難題。

最后對(duì)于新能源電力并網(wǎng)的方式和并網(wǎng)后的建模需要進(jìn)行全方位的考量，針對(duì)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(duì)于當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)的影響進(jìn)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(jì)算法。

對(duì)于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)利用數(shù)學(xué)知識(shí)可以把其當(dāng)作一個(gè)含等式或不等式約束的優(yōu)化問(wèn)題。在新能源電力大規(guī)模的并入當(dāng)前電力網(wǎng)絡(luò)之中，也使得電網(wǎng)得到了極大的擴(kuò)張，因此也會(huì)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(duì)于日益龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，加大對(duì)于智能優(yōu)化算法的探索也成為電力系統(tǒng)估計(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題。通過(guò)對(duì)于算法的優(yōu)化創(chuàng)新來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析需求。比如在局部?jī)?yōu)化算法中禁止搜索，模擬退貨算法或者將局部?jī)?yōu)化和整體優(yōu)化相互結(jié)合，利用混合算法對(duì)狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

除了對(duì)于新能源電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行建模方面的優(yōu)化與完善，同時(shí)還要針對(duì)于估計(jì)結(jié)果的變量與系統(tǒng)運(yùn)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(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)及維保經(jīng)濟(jì)成本等多方面進(jìn)行分析，利用多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)整體問(wèn)題進(jìn)行分析處理。

在狀態(tài)估計(jì)優(yōu)化中，對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理也要加大重視力度，科學(xué)合理的運(yùn)用到估計(jì)流程之中。在這里可以借鑒學(xué)習(xí)納貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)于處理新能源電力隨機(jī)i性、時(shí)空關(guān)聯(lián)性等方面的特點(diǎn)適當(dāng)?shù)膶?duì)于數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如對(duì)于卡爾曼濾波、粒子濾波、自適應(yīng)濾波等的研究力度進(jìn)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(jì)體系。吸收置信傳播算法的微電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)將利用隨機(jī)序列分析方案分析風(fēng)電的地域關(guān)聯(lián)系惡化太陽(yáng)能氣候相關(guān)性，以此為核心搭建合理的電力系統(tǒng)估計(jì)方案[3]。這都需要相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行更為深入的探究。

伴隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)張，傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)算法無(wú)論是在計(jì)算效率還是數(shù)據(jù)精準(zhǔn)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(jì)及大規(guī)模新能源電力并網(wǎng)的分布式狀態(tài)估計(jì)算法也成為了發(fā)展的必然趨勢(shì)。此外，電網(wǎng)的控制中心，不能只是對(duì)于電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，更要注重局部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息?；谶@個(gè)原因，加大對(duì)于多區(qū)域電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法的研究可以有效的滿足這個(gè)需求，這也是電網(wǎng)系統(tǒng)智能化的而會(huì)心要求。在狀態(tài)估計(jì)方面，有相關(guān)資料指出未來(lái)的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)會(huì)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(jí)狀態(tài)估計(jì)與分布式多級(jí)狀態(tài)估計(jì)，這也是新能源電力并網(wǎng)后對(duì)于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是當(dāng)前研究的重要方向。

（三）含新能源不良數(shù)據(jù)檢測(cè)與辨別

新能源電力并入傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)后，會(huì)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(huì)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(qiáng)對(duì)于不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨別，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)分析能力。傳統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)檢測(cè)與辨別方法對(duì)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(duì)于檢測(cè)辨別方法不進(jìn)行優(yōu)化與完善，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)規(guī)模無(wú)限制的擴(kuò)大，計(jì)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(jì)算法、多不良數(shù)據(jù)分布式檢測(cè)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(cè)與辨別方案以此來(lái)提高系統(tǒng)對(duì)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(cè)與識(shí)別方案主要是針對(duì)于系統(tǒng)靜態(tài)情況而來(lái)的，不能有效的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線排除不良數(shù)據(jù)。所以相關(guān)人員可以加大對(duì)于動(dòng)態(tài)估計(jì)方法中新型信息預(yù)先對(duì)電力系統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)與辨別，在檢測(cè)到之后結(jié)合濾波后的后驗(yàn)信息檢測(cè)與辨別系統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)[4]。其次電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)雖然可以提升對(duì)于不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨別，但對(duì)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(duì)靈敏度分析法進(jìn)行探究，去分析系統(tǒng)的信息及后驗(yàn)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于誤差幅度較小的不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨別。

新型的不良數(shù)據(jù)檢測(cè)與辨別方法相比較于過(guò)去的方法，其蘊(yùn)含的新理念會(huì)顯示出潛在問(wèn)題已經(jīng)更具預(yù)見(jiàn)性和較高的檢測(cè)能力，因此先進(jìn)的新理念新方案的應(yīng)用對(duì)于含新能源電力系統(tǒng)中不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨別具有較高的研究?jī)r(jià)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(guó)對(duì)于新能源電力的應(yīng)用越來(lái)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(jì)條件的限制，當(dāng)前對(duì)于新能源電力的應(yīng)用還是存在著一定的局限性，無(wú)法擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模，在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中也只能作為輔助電力進(jìn)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(chǔ)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(wú)污染的可再生能源，這對(duì)于人類的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步都有著積極的影響，這也表示著新能源電力未來(lái)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(jì)的發(fā)展與創(chuàng)新會(huì)有效地促進(jìn)新能源電力的發(fā)展，相關(guān)人員需要加大對(duì)于這一方面的探究，針對(duì)于狀態(tài)評(píng)估體系、算法、不良數(shù)據(jù)處理等方面進(jìn)行完善優(yōu)化，從而推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)健康發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

陳偉，男，湖南長(zhǎng)沙，漢，1975.4.12，大學(xué)本科，營(yíng)銷工程，國(guó)網(wǎng)上海市區(qū)供電公司，客戶經(jīng)理，工程師