新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势探讨

(三门峡职业技术学院 河南 三门峡 472000)

在经过第一次和第二次科技改革以后，世界人类的生产技术和科学技术也发生的巨大的变化，科学技术的不断进步与发展使得人类的生活更加便捷。但同时，人类也在对地球上的不可再生资源进行不断的消耗，生态环境污染的也越来越严重，不可再生资源终有枯竭的时候，所以当前人类面临严重的问题就是如何生存下去。从人类赖以生存的环境和能源这两个方面来看，必须要找到可再生新能源来取代不可再生能源。国外发达国家加强对新能源和可再生能源的开发与使用，并且逐步取代不可再生能源，成效十分可观。但是由于我国对新能源的研究与利用起步比较晚，所以还没有十分成熟的技术，新能源发电技术没有得到普遍，因此，相关的研究人员要不断的完善和推广新能源发电技术。

关于新能源并网发电系统

分布式新能源发电技术分析

分布式发电还可以叫做是分散式发电、分布式功能，基本上就是指在负荷区域布置以新能源为核心的小型飞弹装置的发电方式。新能源发电技术想要给社会提供较好的供电服务，就必须要和分布式发电技术和储能技术结合起来[1]。太阳能、风能、海洋能、生物质能以及地热能是比较常见的几种新能源和可再生能源，目前我国对这几种新能源利用的方面主要是太阳光伏发电、风力发电、海洋发电、地热发电以及生物质能发电。

微网基本概念和基本结构

微电网是一种新型的供电网络结构，如图1所示，微网结构可以分成三个部分，微电源、储能装置、负荷控制装置。其别的系统相对比，微电网是一个更加全面的自治系统，可以完成对电网的自主控制和自主管理。微电网的出现更好的与传统电网进行区分，微电网系统的构成主要是按照拓扑结构然后利用大量分布的微电源和相关设施进行的。微电网系统还可以连接配网，但是前提条件是要通过今天开关的连接作用。

新能源并网发电系统的关键技术

随着化石能源的不断减少，世界各国都在不断加大对风能、太阳能、水能等可再生能源的研究力度，同时也攻克了较多的难题，其中，新能源发电系统结构、电力电子技术的关键部件以及微网技术是相关研究人员必须要攻克的难题。

新能源发电系统结构

多种能源并联组成的分布式发电系统结构是当前新能源发电系统采用最多的一种结构。小型分布式的发电系统具有多种能源组成的供电，如太阳能、风能、微型燃气轮机、储能系统以及燃料电池等，并且在和微型公共电网相连的时候基本上都要借助逆变电源并联的方式进行。

电力电子技术的关键部件

对可再生能源的开发以及分布式发电的发展的其中一个关键技术就是电力电子技术。例如有些关键部件如并网逆变器、电能质量控制装置、静态开关等，这些部件性能的优良直接影响系统的运行效果。

1并网逆变器

如果在并网逆变器当中没有电力电子变换器，则完全不能将燃料电池、微网以及风机连接起来，所以在该装置当中，电力电子技术的作用就是连接。在并网逆变器当中，有时候只是一个逆变器，有时候会是整流器与逆变器的结合体，而对并网逆变器的选择要根据实际情况来决定。除此之外，逆变器具有较多的优势，如惯性小、速度快[2]。

2电能质量控制装置

接入任何DER单元都会对系统的电能质量产生影响，如果得不到有效控制，那么就会对一些方面产生不好的影响，如频率、电压波形、功率因数等，特别是风能和太阳能，如果对相关操作、功率输出的变化不停的启动和停止，都会给与系统连接的用户带来电能质量问题；在微网当中存在大量的单向分布式电源，这样也是的配电系统当中的三相不平衡水平增加；而且暂态、瞬间中断、谐波以及跌落等都会影响电子负载，这些方面就可以重点关注一下[3]。总之，在微网、具有分布电源微网配电系统当中有很多的问题都与电能质量有关系。因此，有效解决和保障微网安全运行的一个关键技术就是电能质量综合监控技术。

3静态开关

静态开关和保护措施差不多，系统出现故障的时候，如：电能质量达不到系统要求、主网出现故障等，这个时候静态开关就可以将这个故障识别出来，并且还立刻将转换微网的运行状态，成为孤岛状态，防止系统遭到破坏；当故障被解决掉以后，静态开关就可以自行将主网和微网连接起来，使系统可以正擦运行。

微网技术

1微网的运行控制

微网系统当中没有较强的干扰动能力，很多资源我们不能有效的掌控，如风力出现的时间、风力的大小等，这样就使得不能随时确保微网系统的安全性。因此，一定要加强对微网系统的控制。

在有效控制微网系统的时候，一个控制难题就是协调。在一个微网系统当中会有大量的微电源，这些微电源的构成和属性全部都不一样，但是微网系统中总能量是一定的，因此想要使大电网受微电网的影响减弱或者消除，就必须要让微电网运行中电压的稳定性得到有效保障，但是目前我国对这类问题的解决还没有较好的方法，因此相关研究人员要不断的进行研究。

2微网故障检测和保护技术

随着社会经济的不断发展，科学技术的不断进步，目前在微电网系统当中存在两个潮流，一个是单向潮流，一个是双向潮流，在对这些潮流进行保护的时候传统的保护措施有可能已经起不到相应的效果，比如说传统的继电保护设备，其有可能在起不到保护作用的情况下还损害设备，因此，在对微网故障检测和保护技术研发的时候，可以在微网不常规保护模式下进行。

新能源并网发电系统的发展趋势

由于我国是世界上人口最多的一个国家，所以我国的发电总量也十分的多，在世界上名列前茅，但就算这样人均的用电量也还是难以令人满意。我国的人均用电量还可以继续提升，对新能源并网发电技术要加大研究和发展的力度，从而有效的满足人们对电量的需求问题，这样即填补了用电缺口，又可以提高我国的综合国力。目前全世界共同所面临的比较严重的问题就是环境的污染和不可再生资源的枯竭，所以新能源和可再生能源一定会取代不可再生能源，新能源并网发电技术一定会程辉电力发展的潮流，下面对新能源并网发电技术的发展趋势进行了分析：

太阳能光伏发电

太阳能光伏发电具有较多的优势，最显著的就是方便、廉价、存在面积广，只要是有太阳的地方就可以对其进行利用，还可以分散到各家各户采用单独供电的方式，也可以采用大规模发电方式并网运行。太阳能对环境没有污染，并且也没有噪音，是一种十分清洁的能源。

我国大约有百分之七十六国土的光照量十分充足，并且阳光十分充足，全年大约有917-2333kWh/m2的辐射重量，大约有147*108GWh/a，光照资源分布比较均匀，所以说太阳能源的优势十分得天独厚，就这些基础条件可以看出，我国的太阳能光伏发电具有十分广阔的发展前景。目前，我国使用的最多的能源就是煤炭，对其的消耗量巨大，所以我国不仅面临着煤炭资源的枯竭，其带来的环境污染问题也十分的严重[4]。所以不管是站在这两个方面的哪一个方面，我国政府要都加快对新能源或者可再生能源的研究，进而取代不可再生能源。

风能发电

风能也是一种清洁能源，是可再生能源，其具有能量大、无污染等特点，所以具有非常好的发展前景，目前世界各国基本上都在对风能发电进行利用，并且取得了较好的效果，得到了世界各国的重视和认可。在较多的可再生能源当中，风能的成本比较低，可以单独运行也可以并网运行，还可以与别的技术进行互补，从而组成混合型发电系统。随着社会经济和科学技术的不断发展，风能发电技术越来越完善，越来越成熟，并网型风力发电机单机最大的定额功率已经有5MW，叶轮直径有126m[5]。

地热发电

在新能源当中还包括地热发电，但是由于其容易受到外界环境的影响，导致使用率较小，并且也不适用于大面积供电。但是对于有地热资源的地区来讲，这是很好的事情。该地区经济和文化会受到地热资源的影响而得到较大的发展，因此，地热资源是十分的重要。

海洋发电

海洋发电主要是在海上建立，这样对人们的日常生活和生产没有较大的影响，并且我国具有较长的海岸线，具有十分辽阔的海域资源，因此，海洋发电在当前也是一种比较重要的发电形式。

生物质能发电

我国属于农业大国，每年都会有大量的农副产品被遗留下来，并且随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，所产生的垃圾也越来越多，这些农副产品和生活垃圾都可以用来发电，这样不仅给人们提供了电能，又保护了环境，因此，生物质能发电具有十分广阔的发展空间。

综上所述，虽然我国当前对新能源发电技术的使用取得了较好的成效，但是由于各方面条件和因素的限制，导致我国的新能源并网发电技术的发展并不是十分的理想。因此，我国要加大对新能源并网发电技术的研究和利用，减少对不可再生能源的使用。从而推动我国的可持续发展。