【摘 ?要】我國相關能源發(fā)展規(guī)劃中，明確規(guī)定水電、風電及太陽能等新能源和可再生能源為能源重點發(fā)展領域。目前僅依靠傳統(tǒng)的電力能源生產(chǎn)模式，越來越難滿足現(xiàn)代社會發(fā)展提出的能源供應需求，必須加強新能源的利用，以緩解電力能源供應壓力，提高電力能源供應的經(jīng)濟效益、社會效益。本文即圍繞新能源并網(wǎng)發(fā)電，就其關鍵技術和未來發(fā)展趨勢，進行了分析和探討。

【關鍵詞】新能源;并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);關鍵技術;發(fā)展趨勢

1新能源并網(wǎng)發(fā)電技術的概述

1.1分布式新能源發(fā)電技術

（1）太陽能光伏發(fā)電。太陽能光伏發(fā)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(fā)電系統(tǒng)可以是獨立的，也可以是并網(wǎng)的。在實際運用過程中，太陽能發(fā)電系統(tǒng)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(wǎng)的無功功率進行控制。

（2）風力發(fā)電。風力發(fā)電技術是將風能轉化為電能的發(fā)電技術。風力發(fā)電機組并網(wǎng)運行時，要求發(fā)電機的輸出頻率與電網(wǎng)頻率一致。風力發(fā)電技術可分為恒速恒頻和變速恒頻兩大類。恒速恒頻采用失速調節(jié)或主動失速調節(jié)的風力發(fā)電機，以恒速運行時，主要采用異步感應發(fā)電機;變速恒頻采用電力電子變頻器將發(fā)電機發(fā)出的頻率變化的電能轉化成頻率恒定的電能。

（3）燃料電池。燃料電池是一種直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效地轉化為電能的發(fā)電裝置。它還具有燃料多樣化、噪聲小、環(huán)境污染低、排氣干凈、可靠性高及維修性好等優(yōu)點。燃料電池被認為是21世紀全新的高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)電方式之一。

1.2微電網(wǎng)的概念和基本結構

微電網(wǎng)是一種新的供電絡結構，該系統(tǒng)的結構可分為微電源、負荷控制裝置和儲能裝置三個部分。與其他系統(tǒng)相比，微電網(wǎng)是一個更加全面的自治系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自主管理和自主控制。微電網(wǎng)的提出實際上是為了和傳統(tǒng)電網(wǎng)更好的區(qū)分，微電網(wǎng)是由許多分布的微電源和相關設施按照一定的拓撲結構構成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)還可以和配網(wǎng)相連接，但是必須要經(jīng)過靜態(tài)開關的連接作用。

2新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關鍵技術研究

2.1新能源發(fā)電技術主要方式

新能源發(fā)電技術主要方式是分布式。分布式新能源發(fā)電技術主要突出了分布式和新能源兩個特點。首先發(fā)電規(guī)模小，其次是和電力用戶距離不遠，然后是可單獨給電力用戶供電的形式就是分布式。傳統(tǒng)能源以外的各種環(huán)保的、清潔的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠發(fā)電技術與儲能技術兩者結合的方式給電力用戶提供電能。

2.2電力電子技術的關鍵部件

（1）并網(wǎng)逆變器。光伏電池、風機、燃料電池以及儲能元件等都需要通過電力電子變換器才能與微網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡相連接。這些變換器可能既包括整流器也包括逆變器，也可能僅是一個逆變器。變換器具有響應速度快、慣性小、過流能力弱等特性。同時，適用于微網(wǎng)中的逆變器除了需要具備常規(guī)逆變器的功能以及能夠并聯(lián)運行外，還需要根據(jù)微網(wǎng)系統(tǒng)的特殊需求具備一些控制功能，如有功-頻率下垂控制功能和電壓-無功下垂控制功能。因此，逆變器的拓撲結構和運行控制成為微網(wǎng)中的關鍵技術。

（2）靜態(tài)開關。靜態(tài)開關類似于一種保護措施，當系統(tǒng)出現(xiàn)一些意外情況時，例如，主網(wǎng)發(fā)生故障，電能質量不能達到系統(tǒng)要求時，靜態(tài)開關都可以識別出來并將微網(wǎng)轉換到孤島運行狀態(tài)，以防系統(tǒng)被破壞;如果故障消除，靜態(tài)開關可以自動完成微網(wǎng)和主網(wǎng)的連接，使系統(tǒng)能夠正常工作。

（3）電能質量控制裝置。任一單元的接入都會對電能質量產(chǎn)生影響，如果對其控制不當，會給電壓波形、功率因數(shù)、頻率等帶來不好的影響。如風能、太陽能等能源的頻繁啟停操作、功率變化，都會導致該系統(tǒng)中電能質量問題的出現(xiàn)。因此，電能質量綜合監(jiān)控技術是保證微網(wǎng)安全平穩(wěn)運行的一種重要技術。

2.3新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關鍵技術

（1）微網(wǎng)的運行。微網(wǎng)的抗擾動能力不強，而且無法控制自然資源，例如風力的大小、出現(xiàn)的時間以及出現(xiàn)的頻率等，這就導致微網(wǎng)的安全性不穩(wěn)，需對其加強控制。

（2）微網(wǎng)的故障檢測與保護。隨著科技技術的進步，現(xiàn)在的微網(wǎng)系統(tǒng)中不僅存在單向潮流，也會包含雙向潮流，傳統(tǒng)的保護措施可能已經(jīng)不能有效的進行保護，例如，傳統(tǒng)的繼電保護設備可能不僅起不到保護作用，甚至會對設備造成損害，因此需要研發(fā)可以在不同于常規(guī)保護模式下運行的故障檢測與保護控制系統(tǒng)狀態(tài)下進行的系統(tǒng)。

3新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1太陽能光伏發(fā)電

太陽能發(fā)電的最大優(yōu)勢就在于方便廉價，受環(huán)境影響不大，只要有太陽的地方就可以，而且可以分散到每家每戶進行單獨供電。當大規(guī)?；虿⒕W(wǎng)供電時，太陽能發(fā)電既無污染、也無噪音，也是很好的發(fā)電選擇。

3.2地熱發(fā)電

地熱發(fā)電易受環(huán)境影響，使用對象很狹隘，不適合大面積供電，但是對于有些地熱資源好的地方來說，這無疑是一種福音，地熱發(fā)電的開發(fā)有利于推動部分地區(qū)的經(jīng)濟文化發(fā)展，也是如今不可忽略的新能源發(fā)電方式之一。

3.3海洋能發(fā)電

利用海洋能發(fā)電主要是在海上，對人們的生產(chǎn)生活影響不大，而且我國海域資源遼闊，海岸線長，所以海洋能發(fā)電也是一種主要發(fā)電形式。

3.4生物質能發(fā)電

我國是農業(yè)大國，每年都會有大量的農副產(chǎn)品遺留，而且隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的提高，所產(chǎn)生的生活垃圾也是日漸增多。這些東西都可以作為發(fā)電的生物質能資源，既保護了環(huán)境又可以解決電力需求，所以生物質能資源也有較大的發(fā)展空間。

3.5風能發(fā)電

風能是一種可再生清潔能源，無污染、能量較大、發(fā)展前景良好。風能得到了各國的認同與重視。而且風力發(fā)電在眾多的可再生能源中屬于成本較低的類型，即可并網(wǎng)運行，也可獨立運行，又能與其他技術互補組成混合型發(fā)電系統(tǒng)。近年來，風力發(fā)電技術日趨完善，并網(wǎng)型風力發(fā)電機單機額定功率最大已經(jīng)達到5MW，葉輪直徑已達到126m。我國已成為亞洲風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的助推者之一，總裝機容量位居世界第八。今后，不論國內還是國外，風力發(fā)電技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度都會大大提升。

4結語

盡管新能源和可再生能源發(fā)電技術已取得一定成績，但是由于各種因素的限制，都極大妨礙了可再生能源的并網(wǎng)利用和進一步發(fā)展。今后應該將新能源和可再生能源發(fā)電作為一種重要的分布式電源，以減少發(fā)電業(yè)對不可再生能源的依賴，以達到可持續(xù)發(fā)展這一道路。

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作者簡介：

付慶美（1985.9-），男，河北陽原人，華北電力大學電氣工程學院碩士，單位：國網(wǎng)大同供電公司靈丘縣供電分公司，研究方向：電氣工程領域。

（作者單位：國網(wǎng)大同供電公司靈丘縣供電分公司）