新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢

宋博博

摘要：依照能源資源狀況及當前的環保形勢要求，水能源、風能源、日光能源、生物性能源以及所有的其他可循環再生性能源等諸多新興能源，必然作為當今時代能源供給的主要角色，并且取代傳統的煤炭熱力能源，同時涌入電力能源供應市場。針對這一情況，發電并網環節即是此類新能源完整融入電力供應市場的必經之路。新興能源融入電力供應市場，可持續提升其能源利用的經濟收益、生態價值及社會價值。接下來，文章就新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢展開論述。

關鍵詞：新能源;并網發電系統;關鍵技術;發展趨勢

引言

在近些年的發展中，經濟社會也有了一定的進步，對于電力需求也在慢慢提升，同時以化石能源作為主要的發電企業也提出了較大的環境監管需求，所以要求做好清潔、綠色能源等的大開發和應用。由于我們國家新興能源電力生產技術起步偏晚，關鍵技術還有待完善，目前的新能源產電工藝尚不可做大范圍的推廣，因此新能源產電工藝的研發及應用還有待于工程技術人員做出進一步的努力。目前階段太陽能發電技術也逐漸成熟，所以，要求不斷深入研究新能源并網發展技術有著十分重要的意義。

1新能源并網發電系統

1.1分散式新能源發電技術

分散式發電指的是以新能源與可再生能源為主的小型發電裝置安放在負荷附近的一種發電方式。同時，新能源主要是運用將分布式發電技術與儲能技術結合在一起的方式，來達到為用戶提供優質供電服務的目的。

水能、風能、太陽能、地熱能、生物質能、海洋能等都屬于新能源和可再生能源，參照國內外對新能源開發、利用的成果，可以發現現今電氣工程的研究領域與發展方向主要是風力發電、太陽能光伏發電、燃料電池三種。

（1）風力發電。風力發電技術就是將風能轉化為電能的一種技術。風力發電機組在并網運行過程中，需要對電網頻率與發電機輸出頻率進行嚴格控制，使兩種頻率相一致，由此來保證并網安全、可靠的運行。風力發電有恒速恒頻風力發電和變速恒頻風力發電兩種技術，恒速恒頻技術選擇的是可以失速調節或者主動進行失速調節的風力發電設備，而變速恒頻技術通過電子變頻器將發電機發出的頻率變化的電能轉換成頻率恒定的電能。由于其具有可以在最大程度上捕捉風能，轉速運行的范圍較寬松，靈活調整系統功率，采取先進的PWM控制等優點，變速恒頻技術已經成為現今風力發電最主要的技術。

（2）太陽能光伏發電。太陽能光伏發電技術是通過對半導體材料的光電效應的利用將太陽能直接轉化為電能。光伏發電系統可以是獨立的，也可以是并網的。在實際運用時，太陽能發電系統通常是采用2級電力變換器來工作，第1級起到的作用是變換太陽能輸出的電壓與控制對光伏電池陣列最大功率的跟蹤;第2級是使用逆變器來保持直流側電壓的恒定，并對輸入電網的無功功率進行控制。

（3）燃料電池。燃料電池是將儲存在氧化劑與燃料中的化學能直接轉化為電能的一種發電裝置。燃料多樣、噪音小、排氣干凈、可靠性高、環境污染小等是其所具有的優點，也因此被公認為是21世紀一種節能、高效、環保的發電方式。

1.2 微電網的概念與基本結構

微電網是關于供電網絡的一種新的結構，是由微電源、負荷控制裝置、儲能裝置三部分構成。微電網與傳統電網的區別在于，其是由很多分布的微電源與相關設備根據一定的結構構成的，可以自主進行管理與控制，還可以通過靜態開關連接配網。

2新能源并網供電體系關鍵技術

2.1新能源發電機構組成分析

依托新興能源開發出的產電裝置的運作機構一般是選取由多類能源并聯而成的分布型產電功能機構。對于小規模分布型產電裝置來說，其一般是選取由日光能、風力能、燃料型電池、儲能機構以及小型燃氣輪機裝備等多類能源進行組合的復合型供電模式，而且大多數都需要依托和逆變電源并聯的模式再與小型局部電網進行連接。

2.2電力工程技術方面的核心技術分析

針對新興能源和可循環利用能源的研發及運用來說，電力工程技術對其具有著特殊的重要性，是支撐分布型發電工程深入推進的基礎。伴隨著我們國家電力工程及科技事業持續快速發展，一些立足于電力工程技術，密切結合微網運作具體需求而研發出來的電子型裝備，例如靜型切換器、并網式可變器，另外還有電能負荷控制機構等，它們在新能源并網供電過程中得到了大力的普及和運用，且逐步成為新興能源并網供電機構中的關鍵部件，密切關系著供電機構的正常運行。

2.3微網運行工藝分析

微網即微型電網是由各種微型能源、電力電子裝置以及電力儲能機構組成的一種小型配電網絡，通過與大電網的“柔性并網”，可有效解決多種分布式電源并網過程中的擾動問題，提高系統整體的運行安全性和可靠性。但微網系統整體的抗擾動能力較弱，在實際運行過程中，還需重點解決微網中不同微電源間的協調控制問題、不同運行狀態的切換問題以及高級能量管理運行的優化問題。

3新能源并網發電系統的發展趨勢

盡管我國年發電規模在世界名列榜首，然而由于我國的人口較多，所以平均下來每個人的用電量卻很少，這就需要不斷地增加用電量，進而滿足人們的需求，這也是目前我國電力需求持續增加的一個重要原因。

新能源并網發電系統的未來發展趨勢主要有以下兩方面：一是分散式混合能源系統發展趨勢，這種系統的出現與運用是未來的主流發展趨勢，它是由幾種新能源發電方式共同組成的，可以解決單一能源供電不穩定的問題，進而達成多種能源的優勢互補的目的;二是智能微電網發展趨勢，隨著各種現代技術的引用，微網的信息化水平與智能化程度都會得到一定的提高，而智能微電網的發展，有助于提高電力系統的綜合效益。

結語

總之，在今后的工作中，相關部門要不斷加強對新能源并網發電系統的重視，工作人員要加強對該系統的認識，掌握其關鍵技術，進而提高新能源并網發電系統的運行效率，使其更好地促進電力企業的進一步發展。

參考文獻

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