新能源并网发电系统及其相关技术

王万里

摘 要：当前，世界能源形势日趋紧张，环境保护压力不断上升。水能、风能、太阳能、生物能等循环再生能源逐渐在能源供给中扮演重要角色，未来会逐步取代传统能源。现如今，新能源并网发电系统已然成为推动我国电力事业发展的新型技术。本文首先概述了新能源并网发电系统，然后探讨了新能源并网发电的关键技术，最后展望了新能源并网发电系统的发展趋势。

关键词：新能源;并网发电;关键性技术

中图分类号：TM619文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）29-0146-03

Abstract： At present， the world energy situation is becoming increasingly tense， and the pressure on environmental protection is rising. Recycling and renewable energy sources such as hydropower， wind energy， solar energy， and bioenergy are gradually playing an important role in energy supply， and will gradually replace traditional energy in the future. Nowadays， new energy grid-connected power generation system has become a new technology to promote the development of my country's power industry. This paper first outlined the new energy grid-connected power generation system， then discussed the key technologies of new energy grid-connected power generation， and finally looked forward to the development trend of new energy grid-connected power generation systems.

Keywords： new energy;grid-connected power generation;key technologies

無论是社会发展还是日常生活，都离不开高效、稳定的电力供应。从环保角度来看，新型能源的产电技术将会逐渐取代传统的技术，我国要实时调整电力供应结构。但是，我国新兴能源产电技术起步较晚，所以关键技术还有待进一步发展和突破，工程技术人员需要进一步研发和应用新能源产电技术。

1 新能源并网发电系统概述

1.1 分布式新能源发电技术

分布式发电又称为分布式供能或是分散式发电，主要是指将以新能源为核心的小型发电装置布置在负荷附近区域进行发电的方式。所以，要想更好地利用新能源实现优质供电，就需要配置完善的电能储存技术进和分布型产电技术，保证供电的顺利进行。当前，应用广泛的可再生能源主要有水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能和生物能等，风能产电和太阳能发电是新型能源产电技术的主要研究方向[1]。风能产电是利用风能来驱动制电装置运转，从而实现电力产出的发电工艺。在风力发电机组并网运行的过程中，电网频率和发电机输出频率需要保持一致，最大限度地确保并网运行的可靠性和安全性。风力发电可以分为变速恒频风力发电和恒速恒频风力发电。光伏发电则基于半导体材料的光电效应，将太阳能直接转化为电能。

1.2 微网基本概念

分布式电源并网系统以新能源为基础，利用微网实现协调控制，可以科学地解决并网过程中的各种问题，从而降低分布式电源并网对电网整体的影响。微网通常由储能装置、分布式微源、负荷、控制系统和电能转换设备等构成，属于小型配电网络，基于不同需求，能够采取灵活的能量管理模式。

2 新能源并网发电的关键技术

2.1 新能源发电机组成

新能源产电装置主要采用多类能源并联的形式，形成分布式产电机构。小规模的分布式产电装置将风能、太阳能等多类能源进行灵活组合，这是一种复合型供电模式，绝大部分都依赖逆变电源并联模式，然后连接小型局部电网。

2.2 电力工程技术的核心

电子电力技术是新能源并网发电系统的一项关键技术。电力工程技术的应用对于新能源循环利用具有非常重要的作用，可以说电力工程技术是支撑分布型发电工程进一步推进的基础[2]。随着电力工程和科技的飞速发展，许多基于电力工程技术并结合微网运作具体需求所设计的电子设备、电能负荷控制机构等（如静型切换器、并网式可变器等）在新能源联网供电中得到广泛的应用，并且已然成为新能源联网供电机构的关键部件，直接影响供电机构是否能够正常运行。

2.3 微网运行工艺

2.3.1 微网的运行控制。当前，人们已经能够利用许多自然资源，但是仍旧还有许多资源无法完全掌控，如风力方向、大小等。这就导致微网的抗干扰能力较差，微网的运行安全无法有效保障。所以，加强系统控制非常关键，重点是解决协调控制问题。微网系统中，虽然每一个微电源的属性、构造不同，但是系统的总能量是固定的。因此，微电网运行过程中，要保持电压稳定，降低其对大电网的负面影响。另外，微网对并网和独立运行两种状态的切换同样会对大电网造成危害。所以，要优化微电网的结构和参数，改变控制方法，消除其对大电网的威胁[3]。

2.3.2 微网的故障检测与保护。随着社会的发展和科技的进步，微网系统既包括双向潮流，还包含单向潮流，这导致传统的保护措施无法有效地维护系统，甚至还会对设备造成损害。所以，要研究不同运行模式下的故障检测和维护控制系统，充分发挥微网的作用。