試論新能源并網發電系統的技術與發展

張雨晨

摘要：當前，世界能源形勢日趨緊張，環境保護壓力不斷上升。水能、風能、太陽能、生物能等循環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能源。現如今，新能源并網發電系統已然成為推動我國電力事業發展的新型技術。本文首先概述了新能源并網發電系統，然后探討了新能源并網發電的關鍵技術，最后展望了新能源并網發電系統的發展趨勢。

關鍵詞：新能源;并網發電;關鍵性技術

1 新能源并網發電關鍵技術

1.1新能源發電系統結構

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

1.2電力電子技術的關鍵部件

電力電子技術在分布式發電中發揮著至關重要的作用，并網逆變器、靜態開關以及電能質量控制裝置的性能都能夠對供電系統的運行產生較大影響。首先，電力電子變換器在電力系統中起著連接微網、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電力電子技術應用的實際情況來確定。其次，靜態開關在電力電子技術的應用過程中主要起到識別系統的一些意外情況，并將微網轉換到孤島運行狀態的作用，進而能夠有效防止避免系統受到破壞。同時，在故障問題得到解決后，靜態開關能夠自動將微網和主網進行連接，從而保證系統運行的穩定性。此外，電能質量控制裝置能夠對電能質量進行全面監控，從而避免電壓波形、頻率和功率因數導致電能質量下降問題的發生，維護微網運行的安全性。

1.3微網技術

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

2 新能源并網發電系統的發展趨勢

2.1 分布式混合能源系統

采用幾種新能源發電方式組成分布式新能源混合能源系統是未來新能源并網發電系統發展的主要趨勢。分布式混合能源系統實現了分布式能源和儲能技 術的有效結合，通過發揮各種新型微型能源的優勢特點，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定的問題，有助于提升電力系統運行的效率和質量。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在獨立運行和并網運行狀態下的穩定性和可靠性，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，在選擇新能源并網發電系統的結構與關鍵部件的過程中，需要通過對并網變換器拓撲建模與量化的對比分析，選擇最佳的并網變換器結構，就近選擇微電網使用直流總線，有利于提高電能的利用率。在確定系統內儲能環節的結構和容量的過程中需要依據對各類儲能裝置技術的對比分析結果來進行。在研究新能源并網發電關鍵部件問題的過程中，首先需要對系統主電路的設計參數和各部件模型進行分析，因此，對新能源并網發電系統的主電路的設計問題，工作人員要明確新能源并網發電系統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變換器控制模型進行分析，之后再通過驗證工作開展并網發電系統主電 路的設計工作。此外，對新能源并網發電系統的發展趨勢進行研究與分析，還需要對多個微電源之間的協調控制問題進行研究與分析。新能源并網發電系統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都有各自的差異。在并網系統中，通常利用先進的電子設備將各微電源與微網中的直流或交流總線進行連接，因此，通過對微電源的協調與控制有利于提高電網運行的穩定性，發揮新能源的優勢保證電能的質量。

2.2 智能微電網

現階段，為促進我國電力事業的繁榮發展，國家逐步提高了對智能電網的研究與開發力度。智能電網概念的提出旨在對日益老化和低頻率的供電系統進行優化與完善，從而使原有的發電、輸電、配電等系統具備高效和環保的功能。智能微網是智能配電網在未來發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，智能配電網在未來發展過程中，需要完善配電運行的框架，依據分布式發電系統的基本特點，對智能微網以及分布式電源進行協調與控制，從而促進微網向著智能化、自動化與信息化方向發展。

結束語：

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

參考文獻

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