劉浩宇

中電投電力工程有限公司 上海 200233

引言

新能源技術(shù)的應(yīng)用可改善傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)，滿足國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的基本要求。新能源技術(shù)日益成熟，但依然面臨一定的技術(shù)缺陷問(wèn)題，需要不斷改良新能源技術(shù)手段，才能達(dá)到有效利用的效果。為此，國(guó)家需要對(duì)新能源技術(shù)研發(fā)給予高度重視，加大人力、物力、財(cái)力的投入，并頒布相應(yīng)的政策制度，推動(dòng)新能源創(chuàng)新發(fā)展，提高社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，從而為新能源發(fā)電技術(shù)在取代傳統(tǒng)能源的應(yīng)用奠定良好的開(kāi)端。

1 風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)概述

1.1 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電

目前我國(guó)傳統(tǒng)能源發(fā)電的電力設(shè)備逐漸退出市場(chǎng)，而當(dāng)前的電力設(shè)備進(jìn)行了更新與換代，其組設(shè)置也在逐漸提高。加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電裝備設(shè)置的技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)自主創(chuàng)新能力的提高，能夠有效地推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的完善與進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)也是推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電，甚至我國(guó)電力行業(yè)進(jìn)步的重要內(nèi)容，其中控制系統(tǒng)是其關(guān)鍵的內(nèi)容，為了推動(dòng)該行業(yè)的發(fā)展，需要有效地提高控制系統(tǒng)的效率[1]。

1.2 并網(wǎng)型光伏發(fā)電

所謂光伏發(fā)電，指的就是通過(guò)應(yīng)用光電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能向電能的轉(zhuǎn)化，為人們提供綠色清潔型的能源。就實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，當(dāng)前存在的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)基本分為兩類，即由蓄電池支持和無(wú)須蓄電池支持的技術(shù)。其中，在蓄電池的支持下，該類技術(shù)的可調(diào)度性往往也會(huì)更高，可以依照實(shí)際的工作要求來(lái)對(duì)并網(wǎng)進(jìn)行靈活操作；而對(duì)于不帶蓄電池的技術(shù)來(lái)說(shuō)，該類技術(shù)幾乎不存在可調(diào)度性及操作性，該類系統(tǒng)常常被應(yīng)用于國(guó)家性的大型電網(wǎng)中。

2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)綜合策略

2.1 控制調(diào)節(jié)設(shè)備

要想進(jìn)一步提高光伏發(fā)電和風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的平穩(wěn)運(yùn)行水平，相關(guān)技術(shù)研究人員必須做好調(diào)節(jié)設(shè)備的控制工作。在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中，無(wú)功調(diào)壓設(shè)備也是其核心設(shè)備之一，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。對(duì)于無(wú)功調(diào)壓設(shè)備，設(shè)備通常由多個(gè)元件組合而成，是一個(gè)大型設(shè)備。在控制風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)電壓時(shí)，技術(shù)操作人員必須采用正確的操作方法來(lái)操作雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。由于雙饋發(fā)電機(jī)可以根據(jù)調(diào)節(jié)設(shè)備的具體情況發(fā)出相應(yīng)的指令，因此可以為電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行提供保護(hù)，并使相關(guān)的控制電壓方法得以實(shí)施。在進(jìn)行光伏發(fā)電時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員必須掌握并網(wǎng)逆變器的正確使用，因?yàn)椴⒕W(wǎng)逆變器會(huì)影響光伏電站的無(wú)電輸出。如果并網(wǎng)逆變器在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，將直接影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并在一定程度上影響整個(gè)電壓系統(tǒng)的電壓控制效果。因此，有必要深入研究和分析，以保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[2]。

2.2 網(wǎng)“孤島效應(yīng)”檢測(cè)力度

（1）頻率偏移法檢測(cè)孤島效應(yīng)。所謂的主動(dòng)頻率偏移法檢測(cè)孤島效應(yīng)，主要是以逆變器的輸出頻率為基礎(chǔ)，在并網(wǎng)逆變器負(fù)載的影響下，當(dāng)并網(wǎng)時(shí)可能出現(xiàn)斷點(diǎn)發(fā)生的反向輸出電壓的頻率。此種情形下，并網(wǎng)后逆變器的輸出頻率會(huì)出現(xiàn)誤差，如果出現(xiàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)引發(fā)“孤島效應(yīng)”。

（2）被動(dòng)的相位偏移法檢測(cè)孤島效應(yīng)。在風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的并網(wǎng)過(guò)程中逆變器發(fā)揮有效作用，使得并網(wǎng)系統(tǒng)與公共電網(wǎng)輸出電流的頻率一致，但事實(shí)需要考慮公共電網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)癱瘓。并網(wǎng)中逆變器電流的輸出與公共電網(wǎng)出現(xiàn)較大的相位差時(shí)，需要及時(shí)對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)與公用電網(wǎng)電流輸出的差距進(jìn)行檢測(cè)，了解其電壓電流的變化，直接分析并網(wǎng)系統(tǒng)中是否存在孤島效應(yīng)。

2.3 控制電壓分層模型

一方面，分層的對(duì)象是電網(wǎng)系統(tǒng)中的變壓器和電容器組，因?yàn)樵谡麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行中，變壓器和電容器組均需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，而且在其運(yùn)行時(shí)，相關(guān)的工作人員也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行調(diào)解，因此在光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電電網(wǎng)系統(tǒng)中，控制電壓時(shí)，需要將變壓器和電容器組作為基礎(chǔ)調(diào)節(jié)量，而后工作人員應(yīng)該將此作為參考依據(jù)控制電壓，確保整個(gè)電網(wǎng)可以正常運(yùn)行。另一方面，應(yīng)將光伏電站、風(fēng)電場(chǎng)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備作為分析對(duì)象，因?yàn)樵陔娋W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，三個(gè)設(shè)備會(huì)表現(xiàn)出一定的微調(diào)裝置功能，并且能夠有效控制無(wú)功電壓，當(dāng)電壓在傳輸時(shí)，這三個(gè)設(shè)備則會(huì)互相發(fā)生作用，進(jìn)而提高整個(gè)電壓運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保無(wú)功出率的質(zhì)量與效率[3]。

3 風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 航標(biāo)

我國(guó)很多地區(qū)都有應(yīng)用太陽(yáng)能航標(biāo)，根據(jù)天氣狀況運(yùn)行的，若天氣不好，就無(wú)法滿足太陽(yáng)能發(fā)電要求，這就需要風(fēng)力發(fā)電作為補(bǔ)充。一般情況下，春夏兩季氣溫高，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，太陽(yáng)能資源比較豐富，能夠滿足太陽(yáng)能發(fā)電配置需求，這時(shí)就不需要啟動(dòng)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，但是在冬季或雨雪天氣時(shí)，溫度低，太陽(yáng)輻射量少，太陽(yáng)能資源相對(duì)較少，太陽(yáng)能發(fā)電無(wú)法滿足供電要求，這時(shí)就需要啟動(dòng)該系統(tǒng)，采用風(fēng)能發(fā)電。

3.2 建筑行業(yè)

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑行業(yè)不僅要滿足建筑要求，同時(shí)要滿足節(jié)能環(huán)保要求。對(duì)此，需要全面應(yīng)用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，安裝太陽(yáng)能集熱管和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，同時(shí)在應(yīng)用該系統(tǒng)時(shí)，建筑也需要滿足光伏一體化要求，同時(shí)具備屋頂風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)光互補(bǔ)鍋爐等建筑設(shè)施。

3.3 發(fā)電

該系統(tǒng)可以在無(wú)電農(nóng)村應(yīng)用。我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有所差異，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，有些農(nóng)村地區(qū)缺少基本的生產(chǎn)生活電能，例如青藏高原等地區(qū)，這類地區(qū)的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源比較豐富，可以通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)為其提供充足的電能。為滿足農(nóng)村用電需求，需要加大力度構(gòu)建可再生能源供電系統(tǒng)，通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)滿足農(nóng)村生產(chǎn)生活用電，推動(dòng)農(nóng)村發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，世界各國(guó)開(kāi)始重視能源應(yīng)用問(wèn)題，加大力度開(kāi)發(fā)清潔、可再生能源，在滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的同時(shí)解決環(huán)境問(wèn)題。因此，提出了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)推廣和應(yīng)用該系統(tǒng)，充分利用風(fēng)能和太陽(yáng)能，構(gòu)成新型能源發(fā)電系統(tǒng)，為人們的生產(chǎn)生活提供充足的電力。