張雨晨

摘要：當前，世界能源形勢日趨緊張，環(huán)境保護壓力不斷上升。水能、風能、太陽能、生物能等循環(huán)再生能源逐漸在能源供給中扮演重要角色，未來會逐步取代傳統(tǒng)能源?，F(xiàn)如今，新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)已然成為推動我國電力事業(yè)發(fā)展的新型技術。本文首先概述了新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，然后探討了新能源并網(wǎng)發(fā)電的關鍵技術，最后展望了新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：新能源;并網(wǎng)發(fā)電;關鍵性技術

1 新能源并網(wǎng)發(fā)電關鍵技術

1.1新能源發(fā)電系統(tǒng)結構

新能源發(fā)電系統(tǒng)主要包括多個小型新能源發(fā)電系統(tǒng)，這些小型分布式發(fā)電系統(tǒng)中又包括風能發(fā)電、太陽能發(fā)電等多種能源的組合發(fā)電，這些供電設備主要通過逆變器并采用并聯(lián)的方式與微型公共電網(wǎng)進行連接，從而保證電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

1.2電力電子技術的關鍵部件

電力電子技術在分布式發(fā)電中發(fā)揮著至關重要的作用，并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開關以及電能質量控制裝置的性能都能夠對供電系統(tǒng)的運行產(chǎn)生較大影響。首先，電力電子變換器在電力系統(tǒng)中起著連接微網(wǎng)、風機與燃料電池的作用，這些變換器有時只需要通過逆變器就可以起到相應的作用，但有時就需要將逆變器和整流器進行結合使用，具體的使用方式主要根據(jù)電力電子技術應用的實際情況來確定。其次，靜態(tài)開關在電力電子技術的應用過程中主要起到識別系統(tǒng)的一些意外情況，并將微網(wǎng)轉換到孤島運行狀態(tài)的作用，進而能夠有效防止避免系統(tǒng)受到破壞。同時，在故障問題得到解決后，靜態(tài)開關能夠自動將微網(wǎng)和主網(wǎng)進行連接，從而保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。此外，電能質量控制裝置能夠對電能質量進行全面監(jiān)控，從而避免電壓波形、頻率和功率因數(shù)導致電能質量下降問題的發(fā)生，維護微網(wǎng)運行的安全性。

1.3微網(wǎng)技術

微網(wǎng)系統(tǒng)本身抗干擾能力較弱，并且在諸多不可控因素的影響下，容易降低微網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。因此，微網(wǎng)技術的應用過程中需要對微網(wǎng)系統(tǒng)的運行情況進行有效控制與管理。微電源作為微網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，雖然其構成與屬性存在一定差異，但微網(wǎng)系統(tǒng)的總能量是一定的，因此，為避免微電網(wǎng)對整體電網(wǎng)的負面影響，需要在微電網(wǎng)的運行中保證電壓的穩(wěn)定性，但從現(xiàn)階段的實際情況來看，這一問題并未得到妥善地解決。同時，微網(wǎng)從獨立運行狀態(tài)到并網(wǎng)狀態(tài)的相互切換過程中都會在一定程度上影響整個電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。因此，技術人員需要結合具體要求和實際情況對微電網(wǎng)的結構與配置參數(shù)進行優(yōu)化與調整，從而提高對微電網(wǎng)系統(tǒng)運行效果的控制，避免微電網(wǎng)對整個電網(wǎng)造成的不利影響。 現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的保護措施在實現(xiàn)對微網(wǎng)系統(tǒng)單向潮流的保護過程中，難以起到對微網(wǎng)系統(tǒng)雙向潮流的保護作用。因此，在社會經(jīng)濟與科學技術高速發(fā)展的背景下，對于微網(wǎng)技術的研發(fā)與應用工作需要對常規(guī)保護模式下的運行故障進行檢測，并利用保護控制系統(tǒng)保證微網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2 新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

2.1 分布式混合能源系統(tǒng)

采用幾種新能源發(fā)電方式組成分布式新能源混合能源系統(tǒng)是未來新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。分布式混合能源系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式能源和儲能技 術的有效結合，通過發(fā)揮各種新型微型能源的優(yōu)勢特點，將能源與儲能裝置進行混合配置，從而解決單一能源供電不穩(wěn)定的問題，有助于提升電力系統(tǒng)運行的效率和質量。同時，通過對負荷均衡化的有效控制，利用電力電子裝置提高電網(wǎng)在獨立運行和并網(wǎng)運行狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性，保證供電的質量。但在此過程中，還需要對拓撲結構和關鍵部件的選擇以及控制策略等問題進行解決。首先，在選擇新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結構與關鍵部件的過程中，需要通過對并網(wǎng)變換器拓撲建模與量化的對比分析，選擇最佳的并網(wǎng)變換器結構，就近選擇微電網(wǎng)使用直流總線，有利于提高電能的利用率。在確定系統(tǒng)內儲能環(huán)節(jié)的結構和容量的過程中需要依據(jù)對各類儲能裝置技術的對比分析結果來進行。在研究新能源并網(wǎng)發(fā)電關鍵部件問題的過程中，首先需要對系統(tǒng)主電路的設計參數(shù)和各部件模型進行分析，因此，對新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主電路的設計問題，工作人員要明確新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)試驗樣機的直流母線電壓以及各部件的功能定位，之后對微電源和儲能裝置的特點進行分析，通過建立熱模型、電路模型、機電方程等對微電源及并網(wǎng)變換器控制模型進行分析，之后再通過驗證工作開展并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主電 路的設計工作。此外，對新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行研究與分析，還需要對多個微電源之間的協(xié)調控制問題進行研究與分析。新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中包含著許多微電源，這些微電源具有較強的靈活性，并且電壓—電流、頻率—功率的特性以及時間常數(shù)都有各自的差異。在并網(wǎng)系統(tǒng)中，通常利用先進的電子設備將各微電源與微網(wǎng)中的直流或交流總線進行連接，因此，通過對微電源的協(xié)調與控制有利于提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，發(fā)揮新能源的優(yōu)勢保證電能的質量。

2.2 智能微電網(wǎng)

現(xiàn)階段，為促進我國電力事業(yè)的繁榮發(fā)展，國家逐步提高了對智能電網(wǎng)的研究與開發(fā)力度。智能電網(wǎng)概念的提出旨在對日益老化和低頻率的供電系統(tǒng)進行優(yōu)化與完善，從而使原有的發(fā)電、輸電、配電等系統(tǒng)具備高效和環(huán)保的功能。智能微網(wǎng)是智能配電網(wǎng)在未來發(fā)展階段的主要組織形式，涉及到高級電力電子技術、高級能量管理與分析技術、量測與通信技術等關鍵技術。同時，智能配電網(wǎng)在未來發(fā)展過程中，需要完善配電運行的框架，依據(jù)分布式發(fā)電系統(tǒng)的基本特點，對智能微網(wǎng)以及分布式電源進行協(xié)調與控制，從而促進微網(wǎng)向著智能化、自動化與信息化方向發(fā)展。

結束語：

近年來，我國在新能源發(fā)電技術的研發(fā)和使用方面取得顯著成果，但是因為多種因素的制約，其進一步發(fā)展受到嚴重阻礙。所以，人們需要不斷優(yōu)化新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，不斷提高系統(tǒng)運行效率，促進電力行業(yè)的長遠發(fā)展。

參考文獻

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