新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢

李舟

【摘 要】隨著化石能源的逐漸枯竭，新能源越來越多地被各國政府重視和利用。其開發與利用不僅僅只是代表了一個國家的經濟發展水平，更重要的是，新能源的利用程度也代表一個多家所掌握的先進技術與生產力。我國在大力發展電力事業的同時，從經濟效益及社會效益來看，重視新能源的開發與利用都是大勢所趨。本文從現在應用最廣泛的幾種新能源入手，研究其并網發電系統的關鍵技術，并對新能源并網發電系統進行了發展趨勢的合理預測。

【關鍵詞】新能源；并網；關鍵技術；發展趨勢

0 引言

兩次科技革命過后，我們的科技程度與生產力進步程度都有了大幅的提高。隨之而來的，也有負面影響。比如，化石能源等不可再生資源越來越少，環境污染也越來越嚴重。長此以往，地球上的化石資源等終將枯竭，屆時人類的生存將面臨嚴峻考驗。不管是從我們賴以生存的自然環境，還是從我們無法離開的能源資源角度，找到可再生資源來取代傳統的不可再生資源都是當務之急。一些國家和地區已經在著手計劃以新能源來代替化石能源，并有了一定成效。我國的社會建設與人民群眾的日常生活一樣離不開電力供應，從環保與成本等方面考量，新能源發電技術代替傳統化石能源技術必將成為主流。我國電力系統結構也將面臨大的調整。但由于我國新能源研究較晚，技術方面并不是特別成熟，新能源發電技術還是小范圍存在，沒有成大規模投入使用，所以新能源發電技術的研究與發展還是當前需要工作人員繼續努力推進的重點項目。

1 新能源并網發電系統的關鍵技術

1.1 新能源發電技術主要方式

新能源發電技術主要方式是分布式。分布式新能源發電技術主要突出了分布式和新能源兩個特點。首先發電規模小，其次和電力用戶距離不遠，第三可單獨給電力用戶供電的形式就是分布式。傳統能源以外的各種環保的、清潔的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠發電技術與儲能技術兩者結合的方式給電力用戶提供電能。

1.2 新能源發電系統結構及關鍵部件

新能源發電系統中含有多個小型的新能源發電單元，這些小型的發電單元中可能包含風能發電、太陽能光伏發電、潮汐能發電等多種能源發電形式。這些供電設備需經過逆變器，然后以并聯的方式接入大電網，才能保證主網的安全穩定運行。

新能源發電系統的關鍵部位包括：并網逆變器、靜態開關、電能質量控制裝置。

1.3 新能源并網發電系統關鍵技術

新能源發電多以微網形式存在，下面主要分析微網技術。

1.3.1 微網的運行

微網的抗擾動能力不強，且我們無法控制自然資源。比如風力的大小，出現的時間，出現的頻率等，這就導致微網的安全性不穩，需對其加強控制。

1.3.2 微網的故障檢測與保護

微網系統中不僅存在單向潮流，也會包括雙向潮流，傳統的保護措施不再有效，可研發在不同于常規模式下運行的故障檢測與保護控制系統。

2 新能源并網發電系統的發展趨勢

我國的發電總量在世界上是名列前茅的，但因為我國人口眾多，基數過大，人均電量就難以到達令人滿意的水平。從另一方面來說，我國的人均用電量還有很大的上升空間，大力發展新能源并網發電技術，解決人民群眾生產生活用電需求，既可填補用電缺口，又有利于綜合國力的提升。目前環保問題已是全球性問題，能源問題亦然。傳統的化石能源必然會被可再生新能源替代。所以說，新能源發電技術必將成電力發展的主流方向，以下就是幾種新能源發電技術的發展趨勢分析：

2.1 太陽能光伏發電

太陽能的最大優勢在于方便廉價，存在面積廣，只要有太陽的地方都可以利用，還可以分散到各家各戶采用單獨供電的方式。也可采用大規模發電方式并網運行。太陽能無污染無噪音，是一種重要的清潔能源。

我國76%的國土光照充沛，全年輻射重量約917-2333kWh/m2，理論總儲量約為147*108GWh/a，且光照資源分布較為均勻，可以說是資源優勢得天獨厚，就基礎條件來講，我國的太陽能光伏發電前景是非常廣闊的。目前，我國能源供應中所占比例最大的就是煤炭，占主導地位，其消耗量巨大，所帶來的環境問題更是日益嚴峻。所以，不管是從環境角度，還是從能源角度，我國政府都在著手計劃并已經初步采取措施來研制以可再生新能源來逐漸替代傳統能源的技術。2007年我國制定的《可再生能源中長期發展規劃》指出，截止2020年，太陽能光伏發電總容量將達到180萬kW，且按有關專家預測，這一數字或有望達到1000萬kW。從市場需求角度看，我國很多邊遠地區仍處于缺電甚至無電狀態，電力缺口很大，加之我國經濟發展迅速，可以預見，并網型太陽能光伏電站不日將進入市場，且發展潛力巨大。

2.2 風能發電

風能是一種可再生清潔能源，無污染、能量較大、發展前景良好。風能得到了各國的認同與重視。且風力發電在眾多的可再生能源中屬于成本較低的類型，即可并網運行，也可獨立運行，又能與其他技術互補組成混合型發電系統。近年來，風力發電技術日趨完善，并網型風力發電機單機額定功率最大已經達到5MW，葉輪直徑已達到126m。截止到2005年，全球裝機容量為58982MW，其中風力發電量占總數的1%。中國已成為亞洲風電產業發展的助推者之一，總裝機容量位居世界第八。日后，不論國內還是國外，風力發電技術與產業發展速度都會大大提升。

2.3 地熱發電

地熱發電也是新能源的一種，但其易受環境影響，利用方面小，對于大面積供電并不適合，但對于有地熱資源的地方來講，這又是一種福音。地熱發電的開發和利用有利于擁有該資源的地區的經濟文化發展，所以，地熱資源也是一種不可忽略的新能源。

2.4 海洋能發電

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

2.5 生物質能發電

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

3 結束語

綜上所述，雖然新能源發電技術目前有一定成績的取得，但是受種種因素的制約，可再生新能源的并網發電發展不是特別理想。為了走可持續發展的道路，要逐漸減少發電企業對傳統的不可再生化石能源的依賴，大力發展可再生新能源的并網發電技術。將新能源研究納入大電網的總體規劃研究框架中。在堅強電網的高級配電運行框架下，新能源的發電并網一定能夠快速發展并發揮重要作用。

【參考文獻】

[1]孫佐.新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢[J].池州學院學報，2010，24（3）：31-35.

[2]羅杰.光伏發電并網及其相關技術發展現狀與展望[J].低碳世界，2016（27）：71-72.

[3]李興鵬.新能源并網的關鍵技術研究[D].浙江大學，2013.

[責任編輯：朱麗娜]