新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势

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1、2010年6月第24卷第3期JournalofChizhouCollegeJun.2010Vol.24No.3新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势孙佐(池州学院物理与机电工程系，安徽池州247000)[摘要]随着以新能源及可再生能源为代表的微型能源发电技术、分布式发电技术以及储能技术的飞速发展，新能源并网发电正逐渐成为研究的热点。首先介绍了主要新能源分布式发电技术，进而给出了微网的相关概念及其基本结构，阐述了新能源并网发电系统中的关键技术。最后提出了新能源并网发电系统的发展趋势是分布式混合能源系统和在坚强智能电网框架下的智能微网，并探讨了在研究中需要重点解决的理论和技术问

2、题。[关键词]新能源；微网；分布式混合能源系统；智能电网；智能微网[中图分类号]TM61[文献标识码]A[文章编号]1674-1102（2010）03-0031-05随着以新能源及可再生能源为代表的微型能技术作为当前电气工程重要的研究领域和发展方向。源发电技术、分布式发电技术以及储能技术的飞速（1）风力发电技术。风力发电技术是将风能转发展，新能源并网发电正在逐渐成为研究的热点化为电能的发电技术。风力发电机组并网运行时。，2007年9月国家发展改革委员会《可再生能源中要求发电机的输出频率与电网频率一致。风力发电长期发展规划》中明确将水电、风电、太阳能、生物技术可分为恒速恒频(

3、ConstantSpeedConstant质能等列为重点发展领域，并在2008年3月发布Frequency，CSCF)和变速恒频(VariableSpeed了《可再生能源发展“十一五”规划》作为“十一五ConstantFrequency，VSCF)两大类。恒速恒频采用失”时期我国可再生能源开发利用和引导可再生能源速调节或主动失速调节的风力发电机，以恒速运行产业发展的指导时，主要采用异步感应发电机；变速恒频采用电力。从能源利用的国际发展趋势来看，新能源及可电子变频器将发电机发出的频率变化的电能转化再生能源最终将以替代能源的角色进入电力市场成频率恒定的电能，。而并网发电将是新能

4、源及可再生能源进入电力市变速恒频发电技术有因最大限度地捕捉风能、场的必由之路较宽的转速运行范围、可灵活调节系统的有功功率。1新能源并网发电系统简介和无功功率和采用先进的PWM控制等优点，逐渐成为当前风力发电的主流技术。1.1分布式新能源发电技术变速恒频风力发电机组可以有多种形式，主要[2]分布式发电也称分散式发电或分布式供能，一有以下四种方案，方案电路拓扑如图1所示。般指以新能源和可再生能源为主的小型的发电装(2)太阳能光伏发电技术。太阳能光伏发电技置就近布置在负荷附近的发电方式。新能源想要术,即光电转换。太阳能光伏发电技术是利用半导[1]向电力用户提供优质的供电服务，主要

5、依靠分布式体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。光伏发电技术和储能技术相结合发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电。新能源和可再生能源包括水能、风能、太阳能、生系统。图2是一个太阳能光伏并网发电系统示意图。物质能、地热能和海洋能等，国内外在新能源利用和在实际系统中，太阳能发电系统一般采用2级开发方面，将风力发电、太阳能光伏发电和燃料电池电力变换器实现，其主要由光伏电池阵列 、DC/DC收稿日期：2010-03-24基金项目：安徽省高等学校省级自然科学重点研究项目（KJ2010A245）。作者简介：孙佐（1965-），男，安徽枞阳人，池州学院物理与机电工程系副教授，工

6、学硕士，主要研究方向为微机测控、电力电子技术和新能源发电。池州学院学报第24卷32控制技术、孤岛检测技术及能量管理与监控技术。(3)燃料电池技术燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效地转化为电能的发电装置。它还具有燃料多样化、排气干净、噪声小、环境污染低、可靠性高及维修性好等优点。燃料电池被认为是21世纪全新的高效、节能、环保的发（a）永磁同步发电机变速恒频风力发电系统电方式之一。燃料电池电源系统的结构与图2相似，主要包括燃料电池、直流变换器、逆变器和能量缓冲环节等。通过直流变换器和逆变器组成的功率变换装置，实现燃料电池的输出电压与用户需求的匹配。1.1微网的

7、概念及基本结构微网通过有效的协调控制,使主要基于新能源（b）交流励磁双馈发电机变速恒频风力发电系统和可再生能源的分布式电源并网所产生的负面问题都在微网内得到解决,减少了分布式电源并网对大电网产生的各种扰动。[4]微网是指由分布式微源、负荷、储能装置、电能转换设备及控制系统组成的小型配电网络，可以实现灵活的能量管理。典型的微网模型如图3所示。（c）笼型异步发电机变速恒频风力发电系统微网中分布式电源由多种能源形式，如光电、风电、微型燃气轮机和冷热电联产(combinedcoldheatandpower,CCHP)等形式