浅谈新能源发电并网系统的控制

卓双阳海南电网有限责任公司

浅谈新能源发电并网系统的控制

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现阶段，风、水、生物能、太阳能等新能源的发电效率正不断优化，更需要人们重视对发电并网系统的控制研究。本文简要说明新能源的发电并网系统相关概念后，探讨了新能源发电并网系统的控制要点。

新能源；发电并网系统；控制要点

大量以风、水、生物能、太阳能等为主的新能源发电成为了人们关注的重点，并通过不断的研究来强化对新能源发电并网系统的控制,探讨新能源发电并网系统的控制是十分必要的。

1 新能源发电并网系统概述

1.1 新能源的微网发电技术

运用新能源发电后，可能在并网的过程中出现各种负面影响，微网技术的推广普及能够有效地完成对影响的控制和协调，从而降低各种分布式电源集中并网所引发的电网干扰。

通常，微型电网结构主要涵盖分布式微网电源、动力负荷、电能转换装置以及储能装置等要素。对于较为完善的微网系统而言，能源的应用处理将更加灵活。上述结构要素中，分布式微网电源就包括如风能、水能、光能、生物能等多种形式的新能源。而对于负荷而言，既有对电能质量提出更高要求的主要负载，也有要求相对较低的次要负载，这两种负荷的不同，也就预示着不同的可靠性和安全性。新能源在进行微型能源发电中，分布式电源能直接将电力并网，从而在保障本地供电基础上实现并网传输。

1.2 常见的新能源发电系统

1.2.1 风力发电

风力发电的原理就是运用风能与电能之间的单向能量转换实现发电。风力发电后进行并网的过程中，要确保发电机与电网之间的频率是一致的。一般而言，风力发电后主要会有两种形式，两者在电机的运行速度与信号频率上有所不同。当速度与频率保持恒定指标的时候，主要通过使用异步感应发电机等进行风力发电，确保速度失衡后能够及时调节。当速度不同时，主要通过电子电力变频器来确保发电机能够以恒定频率输出电能。

1.2.2 光伏发电

光伏发电就是将太阳能转化为电能。整个转化过程需要用到大量的半导体材料构成一定规模的光伏电池阵列。一般情况下，光伏发电可以通过并网发电和独立发电两种方式来完成，往往都借助两级电力转换装置来实现。这样的两级装置中，第一级是可以实现DC∕DC（直流-直流）的变换器，通过一定结构的升压电路完成对发电电压的变换。这时的光伏电池阵列将拥有最大输出功率。第二级的主要装置结构时电压源型逆变器，通过DC∕AC（直流-交流）转换实现电能并网，从而控制电压和功率的稳态。

2 新能源发电并网系统的控制要点

2.1 依法科学规划测算新能源并网容量

对于不同的新能源发电后并网的做法，应首先加强法律意识建设，做好对电网的调度和管理。同时，应该不断优化新能源装机并网容量，包括从电网当前的负荷水平、电源装置结构和层次、电源的备用容量、电网能量质量指标等综合考虑。新能源发电并网系统要想更有效率的实现运行，需要重点对整个区域内的新能源建设做出合理的规划，使得各种能源与电网之间形成更有默契的协调配合。

2.2 认清电力电子技术内涵及构造

电力电子技术是新能源发电的关键性技术。采用电力电子技术，能具体针对微网发电需求，制造出更匹配的电力电子装置或设备。如在发电并网系统中，可以大量采用具有静态逻辑量的开关设备，这些电力电子技术设备能够对并网系统的正常运行形成有效的控制和影响。新能源的并网所需逆变装置中，电力电子变换器可以强化众多元件的微网接入，并持续发挥快速、稳流的作用。与此同时，新能源微网中的大量控制功能也需要融合电力电子技术的大量结构搭建。因此，要想取得新能源发电并网系统的控制，应该首先强化对电力电子技术的理论学习。

2.3 重视对微网电源的使用和控制

新能源微网的发电并网控制中，需要重视对不同类型的微电源的分析和处理。能够正确区别和利用各种微网电源的特征，确保新能源发电并网后的整个能量都是平衡的。更重要的是，微网工作后应该将电力系统保持在相对稳定的状态，降低新能源微网在并网时容易对电网造成的冲击。同时，要加强对微网能量的重点管理。新能源的发电量需要根据当前的市场需求来准确控制。电网系统要想有最佳的工作运行状态，需要灵活调节分布式设备以及负载强度。当电力负荷过大时，微网可与电网之间进行适当地能量转移或转化，从而在异常情况下通过消除不必要负荷来提高对有用需求的响应。

2.4 微网故障的必要检测与保护

新能源微网发电系统在不同的建设中具备了保护性的控制机能。在对分布式能源等单元的使用中，已经逐步形成了与常规的电力系统所不一致的情况，诸如在系统故障的检测与保护手段上有存在较大的区别。分布式能源单元的大量运用，一般都会考虑过电压、欠电压、电源功能等多种要素，自主性对控制间歇式新能源与储能装置等分布式发电单元进行协调，因整个系统与这些分布式发电单元的数量存在差异，使得出现故障的电流级别也存在较大的不同。传统电网中所使用的继电保护体系，在维网故障中并不能发挥积极的保护作用，甚至存在因混用导致设备严重损毁的威胁。因此，当微网故障出现后，应该组织专业技术力量进行合理的分析研究，积累有效措施来提高检测与保护的能力。

2.5 不断补充新技术提高并网性能

很多时候，有些新能源的发电并网存在不确定因素，从而影响到系统的控制。要从全局高度统筹考虑，不断探讨新技术后，积极运用到电网系统中。可强化发电装置的监控，保护各种变速恒频风力发电机组等富有高性价比的电力电子器件的使用更加趋于大众化，并且能够发挥出消除补偿电容、放大发电功率、降低无功损耗、化解并网冲击等特点。

结束语

总体上来看，各种新能源的发电过程还存在一定的不稳定因素，这就需要在电能转化和输送过程中，加强对并网系统的控制。只有稳定的运行才能让新能源发挥出更大的作用。上文所提的微网发电技术的推广应用，能够以更加环保的方式实现新能源发电并网的有效控制。

[1]吕丰.新能源发电并网系统的控制策略[J].电子测试,2014 (1):144-145.

[2]曾嵘.新能源分布式发电系统并网逆变技术研究[D].浙江大学,2011.

卓双阳（1984-），男，海南万宁人，工程师，本科，主要研究方向：环保、新能源管理。