引言

随着全球能源危机的出现，可再生能源得到了大力发展，并逐步替代传统能源成为社会发展的主要动力。新能源并网发电系统是目前最具发展潜力的发电方式，其对可再生能源的利用率较高，能够有效缓解当前社会对石油、天然气等化石能源的依赖。同时，新能源并网发电系统还具有对电网电压和频率稳定的特点，能够保证电网稳定运行。因此，针对新能源并网发电系统电气控制策略进行优化成为当前研究的重要课题。

一、新能源并网发电系统概述

新能源并网发电系统主要由可再生能源的发电装置、电网支撑装置、负载装置等组成。其中，可再生能源发电装置是新能源并网发电系统的核心，主要包括风力发电单元和太阳能光伏发电单元；电网支撑装置是保障新能源并网发电系统稳定运行的重要支撑，其主要由变流器和其他辅助设备组成，如电力电子变压器、电力电子变换器等；负载装置是将电能转化为其他形式能量的重要设备，主要包括各种类型的电机、可控整流器和逆变器等。

二、电气控制系统基础理论

电气控制系统是整个新能源并网发电系统的重要组成部分，其主要由逆变器、电网同步装置等组成。本文将以逆变器为研究对象，对电气控制系统进行相关理论分析。根据直流环节和交流环节之间的关系，可将新能源并网发电系统中的逆变器分为直流环节和交流环节两种类型。在直流环节中，逆变器利用输出电流与输入电压之间的关系，实现对电流的控制；在交流环节中，逆变器是由同步发电机、变压器等设备构成的系统。

三、新能源并网发电系统的电气控制策略现状

新能源并网发电系统电气控制策略的主要作用是保证电能输出质量，并实现系统的稳定运行，其主要控制目标是减少电能损耗、提高电能利用效率。但当前针对新能源并网发电系统电气控制策略的优化仍存在着控制策略优化不足、可调节性较低等问题，严重制约了新能源并网发电系统的发展。为此，需要对新能源并网发电系统电气控制策略进行优化，以提高系统的控制性能。本文提出一种基于自适应控制技术和实时监测技术的新能源并网发电系统电气控制策略优化方法，并通过仿真实验，验证所提方法的有效性。

四、新能源并网电气控制策略优化方法

1.智能控制技术应用

智能控制技术在新能源并网电气控制策略优化中的应用，主要是对传统电气控制策略的优化，包括系统架构、功率预测、自动发电控制以及故障检测等内容，智能控制技术是通过计算机系统对信息进行收集、存储、传输等操作，对采集到的数据进行分析与处理，最终实现对新能源并网电气控制策略的优化。智能控制技术能够有效降低工作人员的工作强度，提高工作效率，同时也能够减少故障发生概率，提升新能源并网电气控制策略运行的可靠性和稳定性。

2.多目标优化算法设计

设计多目标优化算法的主要目的在于通过对电力系统中的各个环节进行优化，提高系统运行效率，降低运行成本。在对系统进行优化设计时，可以将多目标优化算法作为参考依据。一般情况下，电力系统中各个环节的优化目标为：将电能质量与电压波动降低、损耗最小以及并网电压稳定。通过对该等目标进行分析，可以得到多目标优化模型如下：其中：E是电力系统中的发电成本；p是电力系统中的总损耗；q为电能质量指标；k为并网电压稳定指标；f为并网电压波动指标。通过对多目标优化算法的设计，能够有效提高多目标优化结果的准确性，提高系统运行效率。

3.实时监测与自适应控制

在新能源发电系统中，电气控制策略的优化过程需要对电网电压、频率以及新能源发电功率等因素进行实时监测，通过对新能源发电系统的监测数据分析，得到电气控制策略的优化效果。同时，还需要根据电网电压和频率的变化情况，实时调整电气控制策略。当电网电压和频率发生变化时，应及时对电气控制策略进行调整。此外，还需根据电网电压和频率变化情况，实时调整并网逆变器的输出功率，保证电网电压和频率的稳定性。

五、优化控制策略的仿真与验证

1.仿真平台搭建及模型设计

仿真平台搭建：为了实现上述控制策略，本文采用Simulink中的Dynamics工具箱搭建了光伏发电系统仿真模型。光伏阵列的仿真模型和风机模型、逆变器的仿真模型分别建立在Simulink中。其中，光伏阵列的仿真模型为光伏阵列、逆变器及光照强度的函数，在实际中，光伏阵列安装于光伏支架上。风机模型采用PQ控制。仿真结果分析：通过上述优化控制策略和传统控制策略的对比分析，可知优化控制策略有效地抑制了新能源并网系统的电压波动，并保证了新能源并网系统正常运行。

2.优化策略仿真分析

根据仿真参数，在Matlab/Simulink中搭建仿真模型，并将本文所提出的优化控制策略应用到仿真模型中，分析其对系统动态响应的影响。在设定的仿真环境中，系统以新能源发电为基础，以风、光资源为控制对象，建立一个包含风、光资源及负载等变量的仿真模型。仿真过程中，通过对各变量进行合理控制，使光伏发电系统能够按照设计的策略运行。当新能源发电系统受到外界扰动时，其输出功率将发生变化，对整个系统的动态响应性能造成影响。本文提出的优化控制策略可以对系统进行有效控制，使新能源发电系统能够按照预期目标稳定运行。

3.结果评估与性能提升

从仿真结果来看，在仿真软件中对优化策略的输出功率进行闭环控制，得到了较为理想的结果。同时，通过对仿真结果的分析可知，优化控制策略在很大程度上提升了系统的动态性能。除此之外，在与其他控制策略的比较中，优化控制策略的表现也是较为优异的。为了进一步验证优化策略的优越性，本文选取了与之进行比较的优化控制策略为其进行对比分析。从对比结果来看，优化控制策略能够对系统输出功率进行较为理想的跟踪，同时其在系统动态性能方面也具有良好的表现。

结语

本文提出了一种新能源并网发电系统的电气控制策略优化方法，通过对新能源并网发电系统中的电压电流双闭环控制策略进行优化，提高了电气控制的动态响应性能。通过实时监测和自适应控制技术，进一步提高了新能源并网发电系统的控制性能。最后，通过仿真实验，对所提出的优化控制策略进行了验证。

目前，针对新能源并网发电系统的电气控制策略优化方法研究还比较少，特别是在对新能源并网发电系统进行实时监测和自适应控制方面的研究还有待进一步深入。未来，可以在新能源并网发电系统中应用基于模型的实时监测和自适应控制技术，进一步提高其电气控制性能。

参考文献

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