毛立森
（国电南瑞科技股份有限公司 211106）
摘要：科技的发展带动技术的革新和社会的发展，为可持续发展带来了巨大的影响。传统电网接受新能源电网并网正常运行，参考国内外新能源电网并网标准以及光伏发电和风力发电的并网标准的比较，我国借鉴并制定其他形式的并网标准、发展和完善现有标准。Saber仿真验证双Buck电压源换流器，解决了大容量发电接入电网要调节有用和无用功率以及减少注入电网电流的谐波含量问题，以空间矢量分析方法结合晶闸管逆变桥为理论基础，当滤波电感置于交流侧不会存在电感电流不能突变所导致换流器输出电流波形畸变严重的现象。蒙特卡洛仿真法利用概率统计理论求解特定系统状态和参数下的ATC，模拟输出功率的间歇性、随机性和负荷波动以及系统设备状态的不确定性，用数值分析ATC风险效益。
关键词：新能源并网；新能源发电问题；新能源发电控制技术
一、引言
我国现在以核燃料发电和火力发电为主，但是由于化石燃料等不可再生资源的枯竭以及环境的污染问题和从经济方面的问题来看，为了社会的可持续发展，我们不得不寻找新能源，利用可再生资源来减少不可再生资源的消耗，以可再生资源来带动经济的发展。目前主要利用风能，太阳能发电，风力发电在新能源和可再生资源行业中增长最快，技术在目前来说也是最成熟的，所以，风力发电具有规模化开发条件和巨大的市场化发展前景，也符合了现在所大力提倡的可持续发展论。1981年8 月10～21日联合国新能源和可再生能源会议后，新能源主要有风能、太阳能、地热能、潮汐能、海洋能、生物能、生物质能、氢能和水能等。我国风力资源丰富，目前风力发电主要在西北地区和沿海地区，全国陆地上可利用的风能资源3亿千瓦，近海岸地区可利用风能资源7亿千瓦，这些发电的总量相当于45个三峡大坝的产电量。这不仅大大减少了修建大坝的投资费用，还有利于周边环境的保护。风力发电现在已采用大型的单机，机组的功率上升趋势明显，机组风力直径不断增加，风力控制与驱动技术不断的升级，这些包括定桨距失速调节，变速变桨距的调节双馈式，直驱式驱动，混合式驱动。风机制造及控制技术的进步为风力发电的可持续发展提供了有力的保障及广阔的发展前景。
现在海上风电发展迅速，例如上海东海大桥100MW的海上风力电场示范工程，大功率海上发电机组研制驾驶员进程。而最近几年，我国的光伏发电更取得更大的发展。我国在太阳能资源分布较好的地区，如西藏，青海等海拔较好的地区提出了大规模开发太阳能发电。同时，在经济发达和相待水平较高的大中城市开展了与建筑物一体化的屋顶太阳能并网光伏发电设施的建设。
二、新能源发电接入特点以及新问题
我国现在主要是大规模开发、远距离传输电力，以高电压等级集中接入与分布式接入并举为主，分散接入、就地消纳为辅为特点。但其中也存在新问题。问题一：在我国电源结构中，调峰性能好的燃气、燃油电站非常少，抽水蓄能电站比例很低，水电运行中存在很多约的因素。因此调峰能力不足一直是各地电力系统普遍存在的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以东北电网为例，风电大发期、枯水期和冬季取暖器三期重叠，调峰难度随着风电接入容量比例的增加越来越突出。问题二：我国大部分的煤炭、风能和太阳能贮存在北部和西北地区，极大部分的水力资源存在西南地区，而我国对于这些资源需求最大的地区在东部沿海以及东北地区和中部，这使得新能源资源与电力的需求存在逆向分布。问题三：我国是大型新能源发电基地并网，要求新能源发电具有能够支撑电力系统安全稳定运行的控制性能，即具有一定常规电厂的运行控制特性，但是目前我国风力发电组的并网电气性能有待提高，还不能完全满足大规模风电发展的要求，这是风电机组并网电气性能问题。问题四：由于新能源发电基地的基础信息建设不足，新能源发电功率预测技术及电网辅助调度支撑技术的实用化水平有待提高，建设能够全面支撑新能源发电调度决策系统的基础条件尚待完善。问题五：在保障电网安全稳定运行和电能质量的基础上，如何实现风电、光伏发电合理有序地接入城市公用电网是配电网发展的重要问题。
三、新能源接入对系统安全稳定性有何影响以及如何改善我国的发电问题
新能源接入对系统安全稳定性具有多方面的影响，比如说潮流的计算、热稳定性、风电场并网后对系统内同步机之间功角稳定性的影响、静态电压稳定性、暂态电压稳定性、大型发动机的平率稳定性、传统功率极限和配合储能装置或快速反应机组，即风、光、储、水等多种电源的互补运行的计划调度等等，这些都是需要进一步研究和解决的问题。
新能源并网控制技术是风电、光伏等间歇式能源的典型接入模式。大规模集中接入输电网需要集群协调控制技术和在线安全稳定预警技术；小容量分散接入配电网、集中、分散接入区域电网需要含高渗透率间歇式电源的区域电网运行与控制技术。新能源并网控制技术的间歇式电源集群协调控制的基本思想是通过集群控制中心控制电源发电，输出变电站再到大电网，其中风光电集群控制系统平台是智能电网的重要组成部分。间歇式电源集群协调控制的协调控制策略分为四点。一：集群控制的原则是公开、公正、公平原则，安全可靠优先、兼顾经济原则，统筹协调运行、分层分区控制原则；二：时间尺度协调，即离线补偿装置配置及参数整定于实时控制协调，离线安全稳定防线配置及参数整定与在线分析决策协调；三：空间立度协调，有横向协调和纵向协调两类；四：功能解耦协调，由时序耦合的三道防线协调、电气耦合的有功无功协调和目标耦合的安全可靠性与经济性协调。间歇式电源集群协调控制的工程应用采用大型集群风电有功智能控制系统WPSCS-1000，其目的是保证电网在各种运行方式下稳定可靠的运行，最大限度的提高电网输送能力；同时实现调度决策的智能化，自动计算机下发风电场发电计划，使风电场的出力最大化，保证在电网出现事故情况下，切除风电机组最小化、最优化，充分利用风能等新资源。从正式投入运行后2个多月的运行情况来看，实现了系统设计的目标，风电场加出力申请，通过该系统能在2-3秒内很快得到自动回复，这大大减轻了调度人员的工作强度和复杂性，较好的解决了人工调度控制方式的有功控制不及时、分配不公、有功控制调整缓慢等问题，改善了电网对风电接入的适应和控制，各风电场的发电量得到很多的提高，根据不完全统计，增加了大约14%，达到了很好的控制效果。
利用新能源电网并网技术，改善电力系统的性能实现可持续的发展，国家提出建设资源节约、环境友好的新一代电力系统，按照“统一规划，分布实施，试点先行，整体推进”的原则建设“坚强的智能电网系统”。为了使新能源电网中的智能电网这一技术革命能够迎接超大规模风电基地等可再生资源并网的挑战，我们要明确建设电网的框架，以便于对其进行研究和实施，我们要在政府和群众配合下完成这一伟大的革命。就我国的现状，新能源电网并网严重依赖于智能电网的实现，我们应该改变能源结构迈向低碳经济模式，大力发展智能电网、能源互联网系统，大力发展新能源发电。未来的市场可能被生产商、投资商和消费者共同占有，实现网络化控制使得新能源快速并网成为可能，新能源电网控制技术带动了新能源发电发展的速度，但是在新能源发电过程中，还存在着许多问题需要进一步的去研究，比如大型风电场、光伏发场存在的功率调整和动态无功率调整控制功能方面的不足等。
参考文献：
【1】邢佰英，新能源发电并网标准“升级” 【N】，中国证券报，2009年07 月31日
【2】於锋，风光互补的发电系统并网技术研究【D】，江苏大学，2011
【3】孙翠芬，风电机组并网逆变控制器的研制【D】，山东理工大学 2009
论文作者:毛立森
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/22
标签：新能源论文; 电网论文; 风电论文; 技术论文; 集群论文; 风能论文; 我国论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;