新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势

彭程程 李亚楠

摘 要：依照能源资源状况及当前的环保形势要求，水能源、风能源、日光能源、生物性能源以及所有的其他可循环再生性能源等诸多新兴能源，必然作为当今时代能源供给的主要角色，并且取代传统的煤炭热力能源，同时涌入电力能源供应市场。针对这一情况，发电并网环节即是此类新能源完整融入电力供应市场的必经之路。新兴能源融入电力供应市场，可持续提升其能源利用的经济收益、生态价值及社会价值。本文针对新兴能源并网发电系统中的重点技术及将来的发展趋向进行了相关的探讨。

关键词：新兴能源；并网发电；关键性技术；发展趋向

中图分类号：TM61 文献标志码：A

0 引言

世界经历两次大的技术变革之后，人类生产中的科技水平及生产力状况产生了根本性的改变，科学技术水平的提升赋予人类的生活极大的便利。然而在这一过程中，人类本身也在持续地消耗着地球有限的自然资源，而且使生态环境承载的负担在不断加重，终归会有一天，地球体内的矿石资源会消耗殆尽，进而使人类的生存受到严峻的挑战。从人类赖以生存的生态环境和自然资源两方面来看，都需要我们不断寻找新的可持续循环利用的长久性资源。目前世界上已有很多国家在逐步用新能源或可循环利用能源来取代以往的化石性能源，且获取到了举世瞩目的成就。在我国，不论是人们的日常生活还是社会发展建设都离不开稳定高效的电力供应，出于环保及节能等需求，新兴能源的产电技术取代过去落后的产电技术已是大势所趋，我国现有的电力供应结构必将在不久时间内做出相应的调整。然而由于我们国家新兴能源电力生产技术起步偏晚，关键技术还有待完善，目前的新能源产电工艺尚不可做大范围的推广，因此新能源产电工艺的研发及应用还有待于工程技术人员做出进一步的努力。

1 利用新能源实施并网发电的技术

1.1 分布型新能源发电工艺

分布型產电又叫分布型输能或分散型产电，一般是指以目前开发的新能源或可循环利用的能源为支撑的各种小型产电机构，分设在负载周边区域的产电模式。基于此，要想更好地依靠新能源来进行优质的供电作业，就要配置完备的电能储存技术及分布型产电技术，进而保证供电的顺利进行。时下较为普遍的且应用比较广泛的新式能源和可循环利用能源有水力能、日光能、风力能、潮汐能、地质能，以及生物性潜能等若干种类，参照国际上先进的新能源工艺开发成果，风力产电、热能电池以及日光能光伏产电是属于现阶段电气领域的主导发展方向。在这其中，风能产电工艺即是指借助于风能来驱动制电装置运转，实现电力产出的发电工艺。针对风能发电装置来说，其在联网供电过程中必须严密管控电网输出电流频率，使其和热力发电机组的输出电流频率相匹配，以便实现并网供电的合理性及稳定性。风能制电技术重点包括两种形式，其一是恒定速度恒定频律的风能制电，基本是选用主动式失速调配或常规性失速调配的发电装备，另一类是属于变速恒频型的风能制电模式，主体化配置异步感应型发电机组。将其二者进行具体对照之后可知，变速稳频型制电工艺能够有效收集和利用当地的风能，而且其装置的转速可调范围比较宽阔，调配机制更为便利高效，是属于当今时期应用最广泛的风力制电工艺；日光能光伏制电工艺，即是指在可控硅半导体材料本身具有光电效应效能的基础上，就地把日光能转换成电力能源的发电工艺。现阶段，光伏制电机构重点包括并网式光伏制电机构及独立式光伏制电机构两种类型；燃料式电池工艺，此项技术一般是以燃料型电池的模式展现出来，也就是直接把储存于化学氧化剂及燃料中的化学能迅速转换成电能的一款发电机构，一般具备排气清洁、燃料适应性强、噪声低等优点。

1.2 微网工程概念

针对以新兴能源或可循环利用能源为支撑的分布型电源并网技术来说，借助于微型网的匹配与管控，能在微型网内做好并网环节中解决好各类次生问题，由此减小分布型电源的并网过程对电网系统带来的干扰作用。

微网通常包括分布型微电源、储能机构、负载、电能转化机构以及控制构件等多个单元，其是属于一种小规模的配电体系，应依照具体需求来达到合理有效的调配管控。

2 新能源联网供电体系关键技术

2.1 新能源发电机构组成分析

依托新兴能源开发出的产电装置的运作机构一般是选取由多类能源并联而成的分布型产电功能机构。对于小规模分布型产电装置来说，其一般是选取由日光能、风力能、燃料型电池、储能机构以及小型燃气轮机装备等多类能源进行组合的复合型供电模式，而且大多数都需要依托和逆变电源并联的模式再与小型局部电网进行连接。

2.2 电力工程技术方面的核心技术分析

针对新兴能源和可循环利用能源的研发及运用来说，电力工程技术对其具有着特殊的重要性，是支撑分布型发电工程深入推进的基础。伴随着我们国家电力工程及科技事业持续快速发展，一些立足于电力工程技术，密切结合微网运作具体需求而研发出来的电子型装备，例如静型切换器、并网式可变器，另外还有电能负荷控制机构等，它们在新能源联网供电过程中得到了大力的普及和运用，且逐步成为新兴能源联网供电机构中的关键部件，密切关系着供电机构的正常运行。

2.3 微网运行工艺分析

微网即微型电网是由各种微型能源、电力电子装置以及电力储能机构组成的一种小型配电网络，通过与大电网的“柔性联网”，可有效解决多种分布式电源并网过程中的扰动问题，提高系统整体的运行安全性和可靠性。但微网系统整体的抗扰动能力较弱，在实际运行过程中，还需重点解决微网中不同微电源间的协调控制问题、不同运行状态的切换问题以及高级能量管理运行的优化问题。

3 新能源联网供电技术的发展

尽管我国年发电规模在世界名列榜首，然而由于我国的人口较多，所以平均下来每个人的用电量却很少，这就需要不断地增加用电量，进而满足人们的需求，这也是目前我国电力需求持续增加的一个重要原因。

根据目前新能源并网发电技术的现状来看，其在今后的发展趋向主要体现在两个方面：（1）分布式混合能源系统的发展趋势。分布式混合能源系统是由几种不同能源共同组成的发电形式，这种方式是今后新能源并网发电的一个发展趋向，这种分布式混合能源系统可以进一步提高供电的稳定性，使各种能源得到充分地利用和优势互补。（2）智能微电网的发展趋势。随着科技的不断进步，信息技术在各行各业都得到有效应用，现代信息技术应用于微电网中可以更好地提升微电网的智能化水平，进而提高电力系统的运行效率，这也是新能源并网发电的一个发展趋向。

结语

总之，在今后的工作中，相关部门要不断加强对新能源并网发电系统的重视，工作人员要加强对该系统的认识，掌握其关键技术，进而提高新能源并网发电系统的运行效率，使其更好地促进电力企业的进一步发展。

参考文献

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