新能源并網發(fā)電系統(tǒng)的關鍵技術和發(fā)展趨勢

彭程程 李亞楠

摘 要：依照能源資源狀況及當前的環(huán)保形勢要求，水能源、風能源、日光能源、生物性能源以及所有的其他可循環(huán)再生性能源等諸多新興能源，必然作為當今時代能源供給的主要角色，并且取代傳統(tǒng)的煤炭熱力能源，同時涌入電力能源供應市場。針對這一情況，發(fā)電并網環(huán)節(jié)即是此類新能源完整融入電力供應市場的必經之路。新興能源融入電力供應市場，可持續(xù)提升其能源利用的經濟收益、生態(tài)價值及社會價值。本文針對新興能源并網發(fā)電系統(tǒng)中的重點技術及將來的發(fā)展趨向進行了相關的探討。

關鍵詞：新興能源；并網發(fā)電；關鍵性技術；發(fā)展趨向

中圖分類號：TM61 文獻標志碼：A

0 引言

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(xù)地消耗著地球有限的自然資源，而且使生態(tài)環(huán)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(zhàn)。從人類賴以生存的生態(tài)環(huán)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(xù)循環(huán)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(huán)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(fā)展建設都離不開穩(wěn)定高效的電力供應，出于環(huán)保及節(jié)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(fā)及應用還有待于工程技術人員做出進一步的努力。

1 利用新能源實施并網發(fā)電的技術

1.1 分布型新能源發(fā)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(fā)的新能源或可循環(huán)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(qū)域的產電模式。基于此，要想更好地依靠新能源來進行優(yōu)質的供電作業(yè)，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(huán)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(fā)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(fā)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(fā)電工藝。針對風能發(fā)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(fā)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(wěn)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(guī)性失速調配的發(fā)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(fā)電機組。將其二者進行具體對照之后可知，變速穩(wěn)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(fā)電工藝?，F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(fā)電機構，一般具備排氣清潔、燃料適應性強、噪聲低等優(yōu)點。

1.2 微網工程概念

針對以新興能源或可循環(huán)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(huán)節(jié)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(tǒng)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(guī)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。

2 新能源聯網供電體系關鍵技術

2.1 新能源發(fā)電機構組成分析

依托新興能源開發(fā)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(guī)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(huán)利用能源的研發(fā)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(fā)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(yè)持續(xù)快速發(fā)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(fā)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(tǒng)整體的運行安全性和可靠性。但微網系統(tǒng)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(tài)的切換問題以及高級能量管理運行的優(yōu)化問題。

3 新能源聯網供電技術的發(fā)展

盡管我國年發(fā)電規(guī)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(xù)增加的一個重要原因。

根據目前新能源并網發(fā)電技術的現狀來看，其在今后的發(fā)展趨向主要體現在兩個方面：（1）分布式混合能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。分布式混合能源系統(tǒng)是由幾種不同能源共同組成的發(fā)電形式，這種方式是今后新能源并網發(fā)電的一個發(fā)展趨向，這種分布式混合能源系統(tǒng)可以進一步提高供電的穩(wěn)定性，使各種能源得到充分地利用和優(yōu)勢互補。（2）智能微電網的發(fā)展趨勢。隨著科技的不斷進步，信息技術在各行各業(yè)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(tǒng)的運行效率，這也是新能源并網發(fā)電的一個發(fā)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(fā)電系統(tǒng)的重視，工作人員要加強對該系統(tǒng)的認識，掌握其關鍵技術，進而提高新能源并網發(fā)電系統(tǒng)的運行效率，使其更好地促進電力企業(yè)的進一步發(fā)展。

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