浅谈新能源电力资源并网技术及影响

王振丰 姚周锋 胡嘉麟 林兴衢

摘要：随着新全球能源危机和环境问题的不断加剧，世界各国纷纷将目标转向新能源电力的开发利用上。由于新型可再生能源具有高安全性、低污染性等优点受到许多国家的青睐。本文针对新能源并网技术进行概括。包括对新能源电力的概述，国外在并网技术上新型的创新，以及微电网并网技术上要面对的一些问题。当然，随着技术的发展，最新前沿的并网逆变器还可能为新能源电力并网提供更加丰富的辅助服务，目前我们国家在新能源发电上步伐坚稳，对面向未来的可持续发展战略具有重大意义。

关键词：电力并网;新能源;发展

中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2019）13-0029-01

Abstract：with the aggravation of new global energy crisis and environmental problems， countries around the world have turned to the development and utilization of new energy power. Because of its advantages of high safety and low pollution， new renewable energy is favored by many countries.

This paper summarizes new energy grid-connected technology. It includes an overview of new energy and power， new innovations in grid-connection technology abroad， and some problems to be faced in grid-connection technology of micro grid. Of course， with the development of technology， the latest cutting-edge grid-connected inverter may also provide more abundant auxiliary services for the grid-connected new energy power. At present， our country's steady pace of new energy power generation is of great significance for the future-oriented sustainable development strategy.

Key words：power grid connection; New energy sources; The development of

1 新能源電力

新能源电力主要指的是依靠常见的太阳能、核能、生物质能、地热能和潮汐能以及其他新型可再生的清洁能源来进行发电的新型供电能源。新能源它常常伴随着两个明显的特征，一个是储量大，对环境的破坏性和污染性小，另一个是具有循环利用性和可再生能力。新能源的使用将可以一大部分传统工业发电上的能源使用，对生态环境建设做出了很大的保护。因此，他又有个另一个称号：非常规能源。

和工业上传统的火力发电比较，我们国家在新能源的资源种类，分布范围都具有显著的特性。在西北高原和华北地段，年均日照时间长，因此太阳能光伏发电在其中作为新能源电力的主力军。在华南沿海及华东沿海地区，潮汐能和风能发电是特有的新能源发电产力。但是目前的新能源发电在技术领域和经济领域上还不够完善，存在着高成本，少政策，回报慢等不足之处。然而，考虑到未来的发展，新能源电力需求的紧迫性和必要性是十分重要的，我们需要及时调整现有的电力结构，充分发挥自己的独特地理优势，不断改进技术缺陷，以实现水能，太阳能，风能等其他新能源电力的同步发展。这对我们未来实现经济的快速发展和人类社会的可持续发展具有重大的影响。

2 国外电力并网现状

关于如何处理以风力为代表的新能源发电的随机性，已经有大量的研究成果被报道。目前，大多数研究集中在解决随机风力发电系统的最优调度问题。代表性方法包括假设风力服从某一分布的分析方法、使用随机模糊变量来描述风力的方法、模拟风力场景的方法以及稳健优化方法。这些方法提供了一种处理新能源发电随机性的方法。

西欧的一些国家，他们非常注重风力发电这一块的发展，目前这些技术在全球也是非常领先。根据世界风能协会的一些数据显示：近年来，欧洲大部分国家以实现风能发电装机容量超过六千万千瓦。对世界的风能发电领域做出超一半的贡献。风电装机容量约占总发电量的十分之一，占总发电量的百分之四。连新能源发电已成为欧盟新装置的最大动力来源。尽管随着新能源的发展，一些欧洲国家已经修订了可再生能源法律，许多国家不再完全实施风力发电的购买系统，但是欧洲风力发电的快速发展并没有失去其动力。

美国自推出“新能源计划”后，已经是美国能源政策的第三次转型。提高能源的利用率，逐年减少对进口石油燃料的依赖。规定新能源电力发电量，提高燃油的经济标准，降低碳排放量。他们在自主分析自身的优势后，借助强大的电网规模来获得其他发电资源。以此来消除新能源并网时的不稳定性。同时，在并网过程上，不断研发新的辅助设备和电力并网设备，如电力逆变器和负荷跟踪器，来快速响应在电网波动时，能产生相应的激励抵消电网波动的问题。

3 微电网电力并网技术问题

首先，微电网电网电能质量。微电网包含大量的电力设备，并且局部负载也可能包含大量的非线性不平衡电抗性负载。这大大降低了微电网的公共耦合点的电能质量。另外微电网和配电网和并网逆变器之间的问题：集中型大型风能和太阳能发电站大容量，低数量，有利于集中统一的通信调度。分布式能源系统并网具有规模小，分布散的特点，随着今后分布式能源数量的增多、总量增大将会对电网波动造成较大的影响。此外，新能源发电具有波动性和间歇性特点，不确定性程度高，调节难度大。特别在光伏发电和风力发电中，并网接入会导致系统潮流变化频繁，系统的配置保护和电能电压的调整也往往存在大量困难。

确定电网系统是否能够承受最大发电和入网功率，是新能源电力发电在规划设计中特别是在微电网电力并网里非常需要解决的问题。新能源电力并网对微电网运行的可靠性也提出了新的要求。当大系统停电时，一些小型的光伏电场也会停止运行。当风力发电和光伏发电与大电网的继电保护如果配合的不好，会导致电力继电保护的误动作，大大降低配电网的运行可靠。

4 微电网的谐波谐振问题。

微电网通常包含多个并网逆变器和大量局部负载，这使得网络阻抗非常复杂，可能包含各种串并联谐波谐振电路。作为一种典型的电力电子器件，并网逆变器中IGBT的切换过程会给微电网带来丰富的谐波成分。新能源电力电能质量问题，尤其是如何抑制并网电流的谐波，一直是逆变器技术研究的关键问题。随着投入使用的分布式光伏并网逆变器数量的增加，多个逆变器的谐波以叠加的方式相互注入。

由于逆变器本身和非线性负载用户，配电网中的电网电压和电网电流谐波尤为显著。其中存在多个逆变器与电网之间的并网谐振和放大等风险，危及逆变器和最终用户电气设备的安全。国外著名的大型电力逆变器品牌丹佛斯、POWER-ONE等公司通过并联几个大型发电厂为这个问题提供了解决方案。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].机械工业出版社，2000.

[2]赵争鸣，刘建政，孙晓瑛，袁立强.太阳能光伏发电及其应用[M].科学出版社，2005.

[3]刘吉臻.大规模新能源电力安全高效利用基础问题[J].中国电机工程学报，2013.

（指导老师：祝月红 ）