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摘 要：现如今电能需求量不断增大，但是同时我们也面临着严峻的能源紧张问题。因此，在未来发展阶段，需要进一步对新能源并网发电的技术及发展趋势进行深入研究与分析，从而结合时代发展的要求，充分发挥新能源的优势，提高能源的利用率，促进经济与生态的协调发展。
关键词：新能源发电;并网技术;应用措施
前言
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 新能源消纳面临的挑战
高比例新能源并网导致电网安全稳定运行风险剧增。新能源发电具有弱支撑性和低抗扰性，随着新能源大规模接入，常规电源被大量替代，系统转动惯量和调频、调压能力持续降低，电网发生大范围、宽频带、连锁性故障的风险持续累积。同时新能源机组有功调节能力不足，导致系统频率控制能力不断下降，故障冲击下电网频率跌落速度更快、幅度更大。新能源集中接入地区短路电流水平普遍较低，故障冲击下电压波动大，易引发新能源连锁脱网事故。此外，大量分布式新能源接入配电网可能引起系统功率失衡、线路过载、节点电压超限等问题，对供电可靠性带来极大挑战。新能源发电单元与可控负荷信息感知能力不足，难以支撑精细化调控。新能源发电单元总量远超常规水电、火电机组，全国目前有超过6000座大型新能源电站和几百万个低压接入的分布式发电系统，未来新能源发电单元数量将达到数千万，气象环境、运行控制等各类信号数十亿个。新能源发电设备运行状态感知能力弱，运行管理极其复杂，现有信息化手段不能充分满足新能源功率预测与控制、可控负荷与新能源互动等需要。
高比例新能源對电力市场机制建设提出新的要求。随着我国电力市场建设逐步深入，多地区开展了基于中长期电量交易的发电权置换、大用户交易等新能源市场化交易品种。但受风光资源特性影响，高比例新能源波动需通过实时电力平衡进行消纳，实时市场中新能源低边际成本降低了市场出清价格，影响靠电量市场收益的常规电源获益，长期造成发电资源充裕性不足，对容量市场设计提出新的需求。如何建立一套适合我国国情且满足高比例新能源消纳的电力市场交易机制面临挑战。
2 新能源并网发电技术
2.1太阳能光伏并网发电
（1）最大功率点跟踪技术。通过运用这一技术，可以确定光伏并网发电系统的应用环境，以此为根据，分析技术应用环境的温度、光照因素对并网的影响情况，还可以根据实际情况绘制完整的并网发电系统特性曲线，依据曲线的变化形势，实现对并网光伏发电最大功率点的跟踪。最大功率点跟踪技术的应用直接影响着电力系统的运行效率，其应用方法主要有两种：一是扰动观察法，将小型扰动设计运用在光伏并网发电中，通过比对扰动前后的并网工况，从而准确获取最大功率点位置，同时，利用这种扰动方式可以控制输出电压，依据电压差形成的扰动，完成功率状态的跟踪;二是电导增量法，运用这一方法时，瞬间电导数据以及变化量是两个重要的影响因素，起到决定性作用，通过全面分析光伏列阵曲线的实际变化获得曲线的单峰值，可以更好地掌握光伏并网的发电状态是否处于发电最大值。
（2）并网逆变器控制技术。若想保证光伏电网发电系统更具灵活性，并网逆变器控制技术的作用不可忽视，可以满足整个系统的多样化需求，确保太阳能转换状态处于最佳效果。另外，逆变器可以对并网发电系统的工作模式进行全面控制，提供更好的控制方法保证电流供应的稳定性。伴随着科技的快速发展，相应的间接和之间控制方法也在快速发展，大大提升了电流控制效果，并且实现双方取长补短，通过使用融合后的并网逆变器，实时跟踪电流的变化情况，对提升电流的稳定性有着重大意义。利用并网逆变器控制技术时，需要特别重点关注以下技术：首先，数字控制技术。这是一种热电技术，同时也是并网逆变器控制技术的基础;其次，PID控制技术。对并网逆变器的运用提供基础保障，经常运用全量或增量的方法，这一技术的应用比较成熟;最后，重复+PI混合控制技术。以复合方式对逆变器进行控制，表现出复合性特征，提升逆变器的运行稳定性。
2.2风电并网技术
（1）风力发电容量预测中的应用。随着各区域海上风电建设进程的加速、风电装机容量逐步增大，对风电功率预测的精度提出了更高要求，因此需引入更多的改进方法，以满足其功率预测的精度要求。首先，应用计算机技术与遥感技术等，可进一步提高对数字天气预报模型的分辨率与天气预报的准确度及天气预报的更新频率，间接带动风电预测模型输入数据等性能的优化。其次，采取结合多个数字天气预报模型的方式，能够规避恶劣气候条件的影响，实现对气象信息的高效预报，从而确保预测精度。同时，可利用混沌理论与小波分析等智能方式建立预测模型，通过线性与非线性方式，进一步强化预测方式的完善，提高预测结果精确度，切实降低预测误差。尤其是非线性方式与人工神经网络的结合，更利于发挥各预测性能的协同作用，实现各模型的优势互补与各模型信息的优化，进一步强化模型的可靠性与预测精度。最后通过实时测量的气象数据，可进一步减少风电功率短期预测的误差。
（2）并网技术和最大风能捕获技术的研究。在研究风电新能源的过程中，应对并网技术和最大风能捕获技术进行深入的研究，在研究中发现风电场受风力和风机控制系统的影响很大，经常出现力道不平衡的现象，其对电网的使用造成了严重的负面影响。因此，为了进一步提高风电系统的性能，实现系统的稳定性、可靠性和提高处理故障的能力，需要对风电场并网的发展方向进行跟踪。同时对风能的密度进行了比较，思考如何捕捉更多的风能，这也是未来风电并网技术的重要研究方向之一。目前，获取风能的最佳方式是调整叶片直径和发电机组自身的功率和转速。风电系统的集成技术和风能的最大捕获量，是今后风电新能源发展的重要任务之一。
结语：我国在近年来始终致力于新能源发电技术的研发与应用，并取得了一定的成绩。但由于诸多因素的影响，制约了新能源发电技术的进一步发展。因此，在未来发展阶段，相关部门需要提高对新能源发电技术研究的重视程度，并将研究的重点放在新能源并网发电关键技术的应用上，结合时代发展的趋势和要求，有效提高新能源并网发电系统运行的效率和质量，从而推动新能源并网发电技术的运用，促进我国电力事业的可持续发展。
参考文献：
[1]刘子腾，徐永海，陶顺.新能源并网下谐波责任定量评估方法研究现状与展望[J].电力自动化设备，2020，40（11）：203-213.
[2]康勇，林新春，郑云，全旭立，胡家兵，袁小明.新能源并网变换器单机无穷大系统的静态稳定极限及静态稳定工作区[J].中国电机工程学报，2020，40（14）：4506-4515+4730.
[3]曹斌，王立强，赵永飞，张秀琦.基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真[J].中国电力，2020，53（11）：154-161.
[4]杨肖虎，罗剑波，郁琛，谢东亮，葛睿，冯长有.适应大规模新能源并网的电力系统备用配置及优化综述[J].电力工程技术，2020，39（01）：10-20+63.
[5]黄海.新能源并网下微电网台区线损与无功多目标优化[J].电测与仪表，2020，57（10）：83-87.
（浙江埃菲生能源科技有限公司，浙江 温州 325011）
关键词：新能源发电;并网技术;应用措施
前言
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 新能源消纳面临的挑战
高比例新能源并网导致电网安全稳定运行风险剧增。新能源发电具有弱支撑性和低抗扰性，随着新能源大规模接入，常规电源被大量替代，系统转动惯量和调频、调压能力持续降低，电网发生大范围、宽频带、连锁性故障的风险持续累积。同时新能源机组有功调节能力不足，导致系统频率控制能力不断下降，故障冲击下电网频率跌落速度更快、幅度更大。新能源集中接入地区短路电流水平普遍较低，故障冲击下电压波动大，易引发新能源连锁脱网事故。此外，大量分布式新能源接入配电网可能引起系统功率失衡、线路过载、节点电压超限等问题，对供电可靠性带来极大挑战。新能源发电单元与可控负荷信息感知能力不足，难以支撑精细化调控。新能源发电单元总量远超常规水电、火电机组，全国目前有超过6000座大型新能源电站和几百万个低压接入的分布式发电系统，未来新能源发电单元数量将达到数千万，气象环境、运行控制等各类信号数十亿个。新能源发电设备运行状态感知能力弱，运行管理极其复杂，现有信息化手段不能充分满足新能源功率预测与控制、可控负荷与新能源互动等需要。
高比例新能源對电力市场机制建设提出新的要求。随着我国电力市场建设逐步深入，多地区开展了基于中长期电量交易的发电权置换、大用户交易等新能源市场化交易品种。但受风光资源特性影响，高比例新能源波动需通过实时电力平衡进行消纳，实时市场中新能源低边际成本降低了市场出清价格，影响靠电量市场收益的常规电源获益，长期造成发电资源充裕性不足，对容量市场设计提出新的需求。如何建立一套适合我国国情且满足高比例新能源消纳的电力市场交易机制面临挑战。
2 新能源并网发电技术
2.1太阳能光伏并网发电
（1）最大功率点跟踪技术。通过运用这一技术，可以确定光伏并网发电系统的应用环境，以此为根据，分析技术应用环境的温度、光照因素对并网的影响情况，还可以根据实际情况绘制完整的并网发电系统特性曲线，依据曲线的变化形势，实现对并网光伏发电最大功率点的跟踪。最大功率点跟踪技术的应用直接影响着电力系统的运行效率，其应用方法主要有两种：一是扰动观察法，将小型扰动设计运用在光伏并网发电中，通过比对扰动前后的并网工况，从而准确获取最大功率点位置，同时，利用这种扰动方式可以控制输出电压，依据电压差形成的扰动，完成功率状态的跟踪;二是电导增量法，运用这一方法时，瞬间电导数据以及变化量是两个重要的影响因素，起到决定性作用，通过全面分析光伏列阵曲线的实际变化获得曲线的单峰值，可以更好地掌握光伏并网的发电状态是否处于发电最大值。
（2）并网逆变器控制技术。若想保证光伏电网发电系统更具灵活性，并网逆变器控制技术的作用不可忽视，可以满足整个系统的多样化需求，确保太阳能转换状态处于最佳效果。另外，逆变器可以对并网发电系统的工作模式进行全面控制，提供更好的控制方法保证电流供应的稳定性。伴随着科技的快速发展，相应的间接和之间控制方法也在快速发展，大大提升了电流控制效果，并且实现双方取长补短，通过使用融合后的并网逆变器，实时跟踪电流的变化情况，对提升电流的稳定性有着重大意义。利用并网逆变器控制技术时，需要特别重点关注以下技术：首先，数字控制技术。这是一种热电技术，同时也是并网逆变器控制技术的基础;其次，PID控制技术。对并网逆变器的运用提供基础保障，经常运用全量或增量的方法，这一技术的应用比较成熟;最后，重复+PI混合控制技术。以复合方式对逆变器进行控制，表现出复合性特征，提升逆变器的运行稳定性。
2.2风电并网技术
（1）风力发电容量预测中的应用。随着各区域海上风电建设进程的加速、风电装机容量逐步增大，对风电功率预测的精度提出了更高要求，因此需引入更多的改进方法，以满足其功率预测的精度要求。首先，应用计算机技术与遥感技术等，可进一步提高对数字天气预报模型的分辨率与天气预报的准确度及天气预报的更新频率，间接带动风电预测模型输入数据等性能的优化。其次，采取结合多个数字天气预报模型的方式，能够规避恶劣气候条件的影响，实现对气象信息的高效预报，从而确保预测精度。同时，可利用混沌理论与小波分析等智能方式建立预测模型，通过线性与非线性方式，进一步强化预测方式的完善，提高预测结果精确度，切实降低预测误差。尤其是非线性方式与人工神经网络的结合，更利于发挥各预测性能的协同作用，实现各模型的优势互补与各模型信息的优化，进一步强化模型的可靠性与预测精度。最后通过实时测量的气象数据，可进一步减少风电功率短期预测的误差。
（2）并网技术和最大风能捕获技术的研究。在研究风电新能源的过程中，应对并网技术和最大风能捕获技术进行深入的研究，在研究中发现风电场受风力和风机控制系统的影响很大，经常出现力道不平衡的现象，其对电网的使用造成了严重的负面影响。因此，为了进一步提高风电系统的性能，实现系统的稳定性、可靠性和提高处理故障的能力，需要对风电场并网的发展方向进行跟踪。同时对风能的密度进行了比较，思考如何捕捉更多的风能，这也是未来风电并网技术的重要研究方向之一。目前，获取风能的最佳方式是调整叶片直径和发电机组自身的功率和转速。风电系统的集成技术和风能的最大捕获量，是今后风电新能源发展的重要任务之一。
结语：我国在近年来始终致力于新能源发电技术的研发与应用，并取得了一定的成绩。但由于诸多因素的影响，制约了新能源发电技术的进一步发展。因此，在未来发展阶段，相关部门需要提高对新能源发电技术研究的重视程度，并将研究的重点放在新能源并网发电关键技术的应用上，结合时代发展的趋势和要求，有效提高新能源并网发电系统运行的效率和质量，从而推动新能源并网发电技术的运用，促进我国电力事业的可持续发展。
参考文献：
[1]刘子腾，徐永海，陶顺.新能源并网下谐波责任定量评估方法研究现状与展望[J].电力自动化设备，2020，40（11）：203-213.
[2]康勇，林新春，郑云，全旭立，胡家兵，袁小明.新能源并网变换器单机无穷大系统的静态稳定极限及静态稳定工作区[J].中国电机工程学报，2020，40（14）：4506-4515+4730.
[3]曹斌，王立强，赵永飞，张秀琦.基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真[J].中国电力，2020，53（11）：154-161.
[4]杨肖虎，罗剑波，郁琛，谢东亮，葛睿，冯长有.适应大规模新能源并网的电力系统备用配置及优化综述[J].电力工程技术，2020，39（01）：10-20+63.
[5]黄海.新能源并网下微电网台区线损与无功多目标优化[J].电测与仪表，2020，57（10）：83-87.
（浙江埃菲生能源科技有限公司，浙江 温州 325011）