新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势

李舟

【摘 要】随着化石能源的逐渐枯竭，新能源越来越多地被各国政府重视和利用。其开发与利用不仅仅只是代表了一个国家的经济发展水平，更重要的是，新能源的利用程度也代表一个多家所掌握的先进技术与生产力。我国在大力发展电力事业的同时，从经济效益及社会效益来看，重视新能源的开发与利用都是大势所趋。本文从现在应用最广泛的几种新能源入手，研究其并网发电系统的关键技术，并对新能源并网发电系统进行了发展趋势的合理预测。

【关键词】新能源；并网；关键技术；发展趋势

0 引言

两次科技革命过后，我们的科技程度与生产力进步程度都有了大幅的提高。随之而来的，也有负面影响。比如，化石能源等不可再生资源越来越少，环境污染也越来越严重。长此以往，地球上的化石资源等终将枯竭，届时人类的生存将面临严峻考验。不管是从我们赖以生存的自然环境，还是从我们无法离开的能源资源角度，找到可再生资源来取代传统的不可再生资源都是当务之急。一些国家和地区已经在着手计划以新能源来代替化石能源，并有了一定成效。我国的社会建设与人民群众的日常生活一样离不开电力供应，从环保与成本等方面考量，新能源发电技术代替传统化石能源技术必将成为主流。我国电力系统结构也将面临大的调整。但由于我国新能源研究较晚，技术方面并不是特别成熟，新能源发电技术还是小范围存在，没有成大规模投入使用，所以新能源发电技术的研究与发展还是当前需要工作人员继续努力推进的重点项目。

1 新能源并网发电系统的关键技术

1.1 新能源发电技术主要方式

新能源发电技术主要方式是分布式。分布式新能源发电技术主要突出了分布式和新能源两个特点。首先发电规模小，其次和电力用户距离不远，第三可单独给电力用户供电的形式就是分布式。传统能源以外的各种环保的、清洁的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠发电技术与储能技术两者结合的方式给电力用户提供电能。

1.2 新能源发电系统结构及关键部件

新能源发电系统中含有多个小型的新能源发电单元，这些小型的发电单元中可能包含风能发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电等多种能源发电形式。这些供电设备需经过逆变器，然后以并联的方式接入大电网，才能保证主网的安全稳定运行。

新能源发电系统的关键部位包括：并网逆变器、静态开关、电能质量控制装置。

1.3 新能源并网发电系统关键技术

新能源发电多以微网形式存在，下面主要分析微网技术。

1.3.1 微网的运行

微网的抗扰动能力不强，且我们无法控制自然资源。比如风力的大小，出现的时间，出现的频率等，这就导致微网的安全性不稳，需对其加强控制。

1.3.2 微网的故障检测与保护

微网系统中不仅存在单向潮流，也会包括双向潮流，传统的保护措施不再有效，可研发在不同于常规模式下运行的故障检测与保护控制系统。

2 新能源并网发电系统的发展趋势

我国的发电总量在世界上是名列前茅的，但因为我国人口众多，基数过大，人均电量就难以到达令人满意的水平。从另一方面来说，我国的人均用电量还有很大的上升空间，大力发展新能源并网发电技术，解决人民群众生产生活用电需求，既可填补用电缺口，又有利于综合国力的提升。目前环保问题已是全球性问题，能源问题亦然。传统的化石能源必然会被可再生新能源替代。所以说，新能源发电技术必将成电力发展的主流方向，以下就是几种新能源发电技术的发展趋势分析：

2.1 太阳能光伏发电

太阳能的最大优势在于方便廉价，存在面积广，只要有太阳的地方都可以利用，还可以分散到各家各户采用单独供电的方式。也可采用大规模发电方式并网运行。太阳能无污染无噪音，是一种重要的清洁能源。

我国76%的国土光照充沛，全年辐射重量约917-2333kWh/m2，理论总储量约为147*108GWh/a，且光照资源分布较为均匀，可以说是资源优势得天独厚，就基础条件来讲，我国的太阳能光伏发电前景是非常广阔的。目前，我国能源供应中所占比例最大的就是煤炭，占主导地位，其消耗量巨大，所带来的环境问题更是日益严峻。所以，不管是从环境角度，还是从能源角度，我国政府都在着手计划并已经初步采取措施来研制以可再生新能源来逐渐替代传统能源的技术。2007年我国制定的《可再生能源中长期发展规划》指出，截止2020年，太阳能光伏发电总容量将达到180万kW，且按有关专家预测，这一数字或有望达到1000万kW。从市场需求角度看，我国很多边远地区仍处于缺电甚至无电状态，电力缺口很大，加之我国经济发展迅速，可以预见，并网型太阳能光伏电站不日将进入市场，且发展潜力巨大。

2.2 风能发电

风能是一種可再生清洁能源，无污染、能量较大、发展前景良好。风能得到了各国的认同与重视。且风力发电在众多的可再生能源中属于成本较低的类型，即可并网运行，也可独立运行，又能与其他技术互补组成混合型发电系统。近年来，风力发电技术日趋完善，并网型风力发电机单机额定功率最大已经达到5MW，叶轮直径已达到126m。截止到2005年，全球装机容量为58982MW，其中风力发电量占总数的1%。中国已成为亚洲风电产业发展的助推者之一，总装机容量位居世界第八。日后，不论国内还是国外，风力发电技术与产业发展速度都会大大提升。

2.3 地热发电

地热发电也是新能源的一种，但其易受环境影响，利用方面小，对于大面积供电并不适合，但对于有地热资源的地方来讲，这又是一种福音。地热发电的开发和利用有利于拥有该资源的地区的经济文化发展，所以，地热资源也是一种不可忽略的新能源。

2.4 海洋能发电

利用海洋能发电主要是在海上，对人们的生产生活影响不大，且我国海域资源辽阔，海岸线长，所以，海洋能发电也是一种主要发电形式。

2.5 生物质能发电

我国是农业大国，每年都会有大量的农副产品遗留，且随着社会的发展，人民生活水平的提高，所产生的生活垃圾也是日渐增多。这些东西都可以作为发电的生物质能资源，既保护了环境又可以解决电力需求，所以，生物质能资源也有较大的发展空间。

3 结束语

综上所述，虽然新能源发电技术目前有一定成绩的取得，但是受种种因素的制约，可再生新能源的并网发电发展不是特别理想。为了走可持续发展的道路，要逐渐减少发电企业对传统的不可再生化石能源的依赖，大力发展可再生新能源的并网发电技术。将新能源研究纳入大电网的总体规划研究框架中。在坚强电网的高级配电运行框架下，新能源的发电并网一定能够快速发展并发挥重要作用。

【参考文献】

[1]孙佐.新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势[J].池州学院学报，2010，24（3）：31-35.

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[3]李兴鹏.新能源并网的关键技术研究[D].浙江大学，2013.

[责任编辑：朱丽娜]