综述:可再生能源对智能电网运行的影响及整合技术的系统综述

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Scientific African 2.7

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  这篇综述系统分析了可再生能源(RE)与智能电网整合的技术挑战与解决方案,涵盖电网稳定性、储能管理、间歇性能源整合等核心议题,重点探讨了先进控制(如ANN、LSTM)、混合优化模型(如PSO-ANFI)及预测算法(如ARIMA)的应用前景,为构建可持续能源系统提供关键见解。

  

可再生能源与智能电网的融合挑战与创新

电网稳定性与控制

可再生能源(如光伏PV和风电)的间歇性导致电网频率波动和电压不稳定。研究表明,32%的文献聚焦于此,提出采用人工神经网络(ANN)控制静态补偿器(DSTATCOM)以改善无功功率调节。混合优化模型如粒子群优化-自适应神经模糊系统(PSO-ANFI)能有效调度电动汽车(EV)充放电,但需解决用户隐私泄露风险。

基础设施升级

29%的研究指出老旧输电系统需适配分布式能源(DER)。典型案例包括采用多电平逆变器提升电能质量,以及固态变压器增强控制灵活性。欧盟FLEXITRANSTORE项目通过硬件-软件协同优化,推动跨境能源市场整合。

储能与管理的技术突破

锂电储能虽能平抑波动,但高成本限制普及。实时定价(RTP)结合强化学习(如RARL)可降低48%用电成本,但需警惕用电低谷的反弹峰。物联网(IoT)支持的移动储能(如EV)成为新兴解决方案。

间歇性能源预测

混合预测模型表现突出:长短期记忆网络(LSTM)对风光发电的预测误差<5%,而自回归积分滑动平均(ARIMA)模型在西班牙风电场的准确率达84%。未来需开发量子深度强化学习(QDRL)以应对超短期波动。

未来方向

  1. 隐私保护算法:区块链与联邦学习结合,保障需求响应(DRP)数据安全;
  2. 跨学科模型:耦合气象学与电网动力学的数字孪生系统;
  3. 标准化测试:建立智能逆变器性能评估的国际统一框架。

该领域年增长率达18%,印度、中国等发展中国家贡献了43%的研究成果,预示全球能源转型的加速推进。

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