新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢

張琳超

【摘 要】世界經歷兩次大的技術變革之后，人類生產中的科技水平及生產力狀況產生了根本性的改變，科學技術水平的提升賦予人類的生活極大的便利。然而在這一過程中，人類本身也在持續地消耗著地球有限的自然資源，而且使生態環境承載的負擔在不斷加重，終歸會有一天，地球體內的礦石資源會消耗殆盡，進而使人類的生存受到嚴峻的挑戰。從人類賴以生存的生態環境和自然資源兩方面來看，都需要我們不斷尋找新的可持續循環利用的長久性資源。目前世界上已有很多國家在逐步用新能源或可循環利用能源來取代以往的化石性能源，且獲取到了舉世矚目的成就。在我國，不論是人們的日常生活還是社會發展建設都離不開穩定高效的電力供應，出于環保及節能等需求，新興能源的產電技術取代過去落后的產電技術已是大勢所趨，我國現有的電力供應結構必將在不久時間內做出相應的調整。然而由于我們國家新興能源電力生產技術起步偏晚，關鍵技術還有待完善，目前的新能源產電工藝尚不可做大范圍的推廣，因此新能源產電工藝的研發及應用還有待于工程技術人員做出進一步的努力。

【關鍵詞】新興能源；并網發電；關鍵性技術；發展趨向

1 利用新能源實施并網發電的技術

1.1 分布型新能源發電工藝

分布型產電又叫分布型輸能或分散型產電，一般是指以目前開發的新能源或可循環利用的能源為支撐的各種小型產電機構，分設在負載周邊區域的產電模式。基于此，要想更好地依靠新能源來進行優質的供電作業，就要配置完備的電能儲存技術及分布型產電技術，進而保證供電的順利進行。時下較為普遍的且應用比較廣泛的新式能源和可循環利用能源有水力能、日光能、風力能、潮汐能、地質能，以及生物性潛能等若干種類，參照國際上先進的新能源工藝開發成果，風力產電、熱能電池以及日光能光伏產電是屬于現階段電氣領域的主導發展方向。在這其中，風能產電工藝即是指借助于風能來驅動制電裝置運轉，實現電力產出的發電工藝。針對風能發電裝置來說，其在聯網供電過程中必須嚴密管控電網輸出電流頻率，使其和熱力發電機組的輸出電流頻率相匹配，以便實現并網供電的合理性及穩定性。風能制電技術重點包括兩種形式，其一是恒定速度恒定頻律的風能制電，基本是選用主動式失速調配或常規性失速調配的發電裝備，另一類是屬于變速恒頻型的風能制電模式，主體化配置異步感應型發電機組。將其二者進行具體對照之后可知，變速穩頻型制電工藝能夠有效收集和利用當地的風能，而且其裝置的轉速可調范圍比較寬闊，調配機制更為便利高效，是屬于當今時期應用最廣泛的風力制電工藝；日光能光伏制電工藝，即是指在可控硅半導體材料本身具有光電效應效能的基礎上，就地把日光能轉換成電力能源的發電工藝。現階段，光伏制電機構重點包括并網式光伏制電機構及獨立式光伏制電機構兩種類型；燃料式電池工藝，此項技術一般是以燃料型電池的模式展現出來，也就是直接把儲存于化學氧化劑及燃料中的化學能迅速轉換成電能的一款發電機構，一般具備排氣清潔、燃料適應性強、噪聲低等優點。

1.2 微網工程概念

針對以新興能源或可循環利用能源為支撐的分布型電源并網技術來說，借助于微型網的匹配與管控，能在微型網內做好并網環節中解決好各類次生問題，由此減小分布型電源的并網過程對電網系統帶來的干擾作用。微網通常包括分布型微電源、儲能機構、負載、電能轉化機構以及控制構件等多個單元，其是屬于一種小規模的配電體系，應依照具體需求來達到合理有效的調配管控。

1.3 太陽能發電

在我國當前的發展中已經將節能減排工作列為重點工作，對于新能源的合理應用和研究，對其也進行了一定的資金和技術支撐，通過相關資料顯示，太能每秒到地球上的能量約為500萬噸原煤燃燒出來的能量，同時也不會有有害氣體排出。在實際工作中要求合理應用太陽能資源，充分發揮出其潛能，同時也是以后人們在未來發展最為重要的能源。太陽能光伏并網發電系統，同時也是太陽能變為電能最為重要的技術，因此也有著較高的安全性、污染較低以及適用性強等諸多優勢。在目前多種光伏發電技術逐漸得到突破的背景下，我國目前的光伏發電技術有著較快的進步。而從太陽能發電的整體階段進行分析，光伏發電技術當前還處在開始階段，一些國家也慢慢進入到了規模化發展時期。我國在2004年之時就已經通過調整優化能源產業結構的戰略方針。在2005年則通過了《可再生能源法》，使得新能源事業有了制度上和法律上的支撐。在政策的支撐下，實現了推進我國將太陽能作為發展的首要選擇，特別是在光伏行業發展進入到全新的時期，當前隨著我國光伏產業的發展、生產和產品研發能力的提升，幫助其形成了較為完整的產業鏈，其在我國光伏產業發展中有著較為重要的意義。

2 新能源聯網供電體系關鍵技術

2.1 新能源發電機構組成分析

依托新興能源開發出的產電裝置的運作機構一般是選取由多類能源并聯而成的分布型產電功能機構。對于小規模分布型產電裝置來說，其一般是選取由日光能、風力能、燃料型電池、儲能機構以及小型燃氣輪機裝備等多類能源進行組合的復合型供電模式，而且大多數都需要依托和逆變電源并聯的模式再與小型局部電網進行連接。

2.2 電力工程技術方面的核心技術分析

針對新興能源和可循環利用能源的研發及運用來說，電力工程技術對其具有著特殊的重要性，是支撐分布型發電工程深入推進的基礎。伴隨著我們國家電力工程及科技事業持續快速發展，一些立足于電力工程技術，密切結合微網運作具體需求而研發出來的電子型裝備，例如靜型切換器、并網式可變器，另外還有電能負荷控制機構等，它們在新能源聯網供電過程中得到了大力的普及和運用，且逐步成為新興能源聯網供電機構中的關鍵部件，密切關系著供電機構的正常運行。

2.3 微網運行工藝分析

微網即微型電網是由各種微型能源、電力電子裝置以及電力儲能機構組成的一種小型配電網絡，通過與大電網的“柔性聯網”，可有效解決多種分布式電源并網過程中的擾動問題，提高系統整體的運行安全性和可靠性。但微網系統整體的抗擾動能力較弱，在實際運行過程中，還需重點解決微網中不同微電源間的協調控制問題、不同運行狀態的切換問題以及高級能量管理運行的優化問題。

3 新能源聯網供電技術的發展

盡管我國年發電規模在世界名列榜首，然而由于我國的人口較多，所以平均下來每個人的用電量卻很少，這就需要不斷地增加用電量，進而滿足人們的需求，這也是目前我國電力需求持續增加的一個重要原因。根據目前新能源并網發電技術的現狀來看，其在今后的發展趨向主要體現在兩個方面：（1）分布式混合能源系統的發展趨勢。分布式混合能源系統是由幾種不同能源共同組成的發電形式，這種方式是今后新能源并網發電的一個發展趨向，這種分布式混合能源系統可以進一步提高供電的穩定性，使各種能源得到充分地利用和優勢互補。（2）智能微電網的發展趨勢。隨著科技的不斷進步，信息技術在各行各業都得到有效應用，現代信息技術應用于微電網中可以更好地提升微電網的智能化水平，進而提高電力系統的運行效率，這也是新能源并網發電的一個發展趨向。

結語

總之，在今后的工作中，相關部門要不斷加強對新能源并網發電系統的重視，工作人員要加強對該系統的認識，掌握其關鍵技術，進而提高新能源并網發電系統的運行效率，使其更好地促進電力企業的進一步發展。

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（3）：31-35.

[2] 李舟.新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢 [J].科技視界，2017（2）：269.

（作者單位：青海綠能數據有限公司）