试论新能源并网发电系统的技术与发展

张雨晨

摘要：当前，世界能源形势日趋紧张，环境保护压力不断上升。水能、风能、太阳能、生物能等循环再生能源逐渐在能源供给中扮演重要角色，未来会逐步取代传统能源。现如今，新能源并网发电系统已然成为推动我国电力事业发展的新型技术。本文首先概述了新能源并网发电系统，然后探讨了新能源并网发电的关键技术，最后展望了新能源并网发电系统的发展趋势。

关键词：新能源;并网发电;关键性技术

1 新能源并网发电关键技术

1.1新能源发电系统结构

新能源发电系统主要包括多个小型新能源发电系统，这些小型分布式发电系统中又包括风能发电、太阳能发电等多种能源的组合发电，这些供电设备主要通过逆变器并采用并联的方式与微型公共电网进行连接，从而保证电网运行的安全性和稳定性。

1.2电力电子技术的关键部件

电力电子技术在分布式发电中发挥着至关重要的作用，并网逆变器、静态开关以及电能质量控制装置的性能都能够对供电系统的运行产生较大影响。首先，电力电子变换器在电力系统中起着连接微网、风机与燃料电池的作用，这些变换器有时只需要通过逆变器就可以起到相应的作用，但有时就需要将逆变器和整流器进行结合使用，具体的使用方式主要根据电力电子技术应用的实际情况来确定。其次，静态开关在电力电子技术的应用过程中主要起到识别系统的一些意外情况，并将微网转换到孤岛运行状态的作用，进而能够有效防止避免系统受到破坏。同时，在故障问题得到解决后，静态开关能够自动将微网和主网进行连接，从而保证系统运行的稳定性。此外，电能质量控制装置能够对电能质量进行全面监控，从而避免电压波形、频率和功率因数导致电能质量下降问题的发生，维护微网运行的安全性。

1.3微网技术

微网系统本身抗干扰能力较弱，并且在诸多不可控因素的影响下，容易降低微网系统运行的安全性和稳定性。因此，微网技术的应用过程中需要对微网系统的运行情况进行有效控制与管理。微电源作为微网系统的重要组成部分，虽然其构成与属性存在一定差异，但微网系统的总能量是一定的，因此，为避免微电网对整体电网的负面影响，需要在微电网的运行中保证电压的稳定性，但从现阶段的实际情况来看，这一问题并未得到妥善地解决。同时，微网从独立运行状态到并网状态的相互切换过程中都会在一定程度上影响整个电网运行的稳定性。因此，技术人员需要结合具体要求和实际情况对微电网的结构与配置参数进行优化与调整，从而提高对微电网系统运行效果的控制，避免微电网对整个电网造成的不利影响。 现阶段，传统的保护措施在实现对微网系统单向潮流的保护过程中，难以起到对微网系统双向潮流的保护作用。因此，在社会经济与科学技术高速发展的背景下，对于微网技术的研发与应用工作需要对常规保护模式下的运行故障进行检测，并利用保护控制系统保证微网系统运行的稳定性。

2 新能源并网发电系统的发展趋势

2.1 分布式混合能源系统

采用几种新能源发电方式组成分布式新能源混合能源系统是未来新能源并网发电系统发展的主要趋势。分布式混合能源系统实现了分布式能源和储能技 术的有效结合，通过发挥各种新型微型能源的优势特点，将能源与储能装置进行混合配置，从而解决单一能源供电不稳定的问题，有助于提升电力系统运行的效率和质量。同时，通过对负荷均衡化的有效控制，利用电力电子装置提高电网在独立运行和并网运行状态下的稳定性和可靠性，保证供电的质量。但在此过程中，还需要对拓扑结构和关键部件的选择以及控制策略等问题进行解决。首先，在选择新能源并网发电系统的结构与关键部件的过程中，需要通过对并网变换器拓扑建模与量化的对比分析，选择最佳的并网变换器结构，就近选择微电网使用直流总线，有利于提高电能的利用率。在确定系统内储能环节的结构和容量的过程中需要依据对各类储能装置技术的对比分析结果来进行。在研究新能源并网发电关键部件问题的过程中，首先需要对系统主电路的设计参数和各部件模型进行分析，因此，对新能源并网发电系统的主电路的设计问题，工作人员要明确新能源并网发电系统试验样机的直流母线电压以及各部件的功能定位，之后对微电源和储能装置的特点进行分析，通过建立热模型、电路模型、机电方程等对微电源及并网变换器控制模型进行分析，之后再通过验证工作开展并网发电系统主电 路的设计工作。此外，对新能源并网发电系统的发展趋势进行研究与分析，还需要对多个微电源之间的协调控制问题进行研究与分析。新能源并网发电系统中包含着许多微电源，这些微电源具有较强的灵活性，并且电压—电流、频率—功率的特性以及时间常数都有各自的差异。在并网系统中，通常利用先进的电子设备将各微电源与微网中的直流或交流总线进行连接，因此，通过对微电源的协调与控制有利于提高电网运行的稳定性，发挥新能源的优势保证电能的质量。

2.2 智能微电网

现阶段，为促进我国电力事业的繁荣发展，国家逐步提高了对智能电网的研究与开发力度。智能电网概念的提出旨在对日益老化和低频率的供电系统进行优化与完善，从而使原有的发电、输电、配电等系统具备高效和环保的功能。智能微网是智能配电网在未来发展阶段的主要组织形式，涉及到高级电力电子技术、高级能量管理与分析技术、量测与通信技术等关键技术。同时，智能配电网在未来发展过程中，需要完善配电运行的框架，依据分布式发电系统的基本特点，对智能微网以及分布式电源进行协调与控制，从而促进微网向着智能化、自动化与信息化方向发展。

结束语：

近年来，我国在新能源发电技术的研发和使用方面取得显著成果，但是因为多种因素的制约，其进一步发展受到严重阻碍。所以，人们需要不断优化新能源并网发电系统，不断提高系统运行效率，促进电力行业的长远发展。

參考文献

[1]付涛. 新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势[J]. 百科论坛电子杂志， 2020， 000（004）：722.

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