基于智能电网的清洁能源并网技术石晓燕

基于智能电网的清洁能源并网技术石晓燕

石晓燕李建勇

（国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐市830002）

摘要：在清洁能源技术并网过程中，存在较多的技术难题和经济压力，对清洁能源投资者产生巨大影响。目前，我国政府对智能电网中清洁能源并网提供了很多政策扶持，使其逐摆脱了劣势的发展情况。本文对智能电网中清洁能源并网存在的问题进行总结，从电力电子技术控制方法等四方面，论述了智能电网的清洁能源并网技术主要的控制方式。

关键词：清洁能源；并网技术

0引言

随着经济全球化的发展和我国经济发展进程的深入化，能源紧缺问题越来越严重。新型清洁能源不仅能够改善能源不断减少的现状，还可以很好地解决环境污染等难题。需要注意的是，由于受到电力系统各种因素的影响，清洁能源入网面临较多困难，这就影响了清洁能源的应用和普及，所以智能电网条件下清洁能源的入网问题已经成为如今急需解决的问题之一。

1清洁能源

核能是一种清洁性非常高的能源，这种能源的优点是以最小的消耗实现能源利用的最大化，并且成本较低。现在很多核电站主要是利用压水堆技术进行发电，为了降低核辐射，核电站运行中均需采用3-4道屏障。不过这种清洁能源的最大缺点是调峰能力相对比较差，所以要通过水电以及火电来协调控制。太阳能是最为典型的清洁能源，在太阳能发电中，最常应用的就是光伏电池发电。它利用光伏电池把太阳能转变为化学能，随后将这种化学能转变为电能。这种清洁能源技术最大的优点就是燃料消耗较低，整个操作过程简单易行，设备的运行与维护较为方便。但是光伏电池的研造成本比较高，无法实现大规模利用。

2特点

规模小分布广，以风电场和光伏产业为主要发展方向的新兴清洁能源企业，发电容量普遍较小，仅相当于一个中型发电厂的规模。而且光伏发电场和风力发电厂普遍具有分布面积大，单机装机功率小，厂内总线复杂，故障率较高的现实困难，导致其并网工作难度远超过欠力发电厂同时，诸多中小型风电场和光伏电场的并网级别，均在220kv以下，甚至有的小型光伏电场使用35kV的级别并网这也给清洁能源的并网带来较为复杂的管理难题。

3清洁能源并网中存在的问题

3.1拉手线路并网

在传统火力发电厂中，采用双向供电的并网模式，在每条线路上安装一个双向计费系统，以发电厂并网回路中的电流量为基础，计算出整个火力发电厂的发电量。如果将这种计算模式利用到清洁能源之中，由于清洁能源企业发电量较小，导致清洁能源企业的发电量很难被计算出来。与此同时，在发电企业中，由于励磁电流管理问题，当容量较小的电场被并入到容量很大的发电系统时，会使各个控制回路变得十分复杂，影响了小容量发电厂在整个回路中的正常运行。

3.2双向计量问题

在传统发电系统中，双向计量系统均是通过电磁驱动而完成相关工作，由于电磁驱动往往需要较大的电力支持，因此并不能将小容量发电设备在并网时的电能需求量有效反应出来。电源容量与电厂中的装机容量并没有太大联系，它主要取决于发电厂在日常工作中的工作效率。

4智能电网中清洁能源并网技术的控制方法

实现智能电网中清洁能源的并网，不仅能够推进各类型清洁能源与电网系统的有机融合，优化其协调性与互动性，同时系统也可以依照电源类型的不同，对电网运行采取针对性的控制措施，实现智能电网对清洁能源的自动化管理。以电力电子技术为支撑的控制方法。首先，光伏电池、风机等发电装置都需要在配备相应的电力电子转化器后才能与电网系统相连。这种转化器受惯性小、过流力弱等特点的影响，在能量管理控制中与传统装置有所不同。其次，适用于清洁能源并网技术中的逆变器需要特别配备有关电压、频率以及有功、无功的控制功能，前者为智能电网在孤岛运行状态下的频率需求提供支持，后者则对清洁电源的有无功操作进行指令控制。

5清洁能源的并网

把清洁能源顺利并人智能电网才能很好地发挥清洁能源的作用。并网后，应保证电网仍能高效运行。另外，整个系统可以依据电源类型进行相应的控制，以保证并人的清洁能源得到自动化的高效管理。

5.1采用电力电子技术作为支摊

要把清洁能源并人电网中需要一定的转换器，尤其是对光伏电池以及风机发电装置。只有采用合适的电力电子转化器才能保证清洁能源以最好的形式实现并网。要在清洁能源并人电网中使用的逆变器，还要配备科学合理的电压/频率控制功能以及有功、无功控制功能。电压、频率控制功能主要是为电网运行状态以及孤岛运行状态提供相应的频率支持，有无功控制的作用主要是指令控制清洁能源的操作。

5.2采用多个代理系统的控制形式

经过长时间的发展，人们发现风能以及太阳能是互补性比较强的清洁能源形式，所以，风光互补综合式供电对智能电网的发展提出了更高的要求。研究发现，多代理系统能够保证实现风光互补综合并网。这种控制系统主要包括控制代理系统、发电代理控制系统、用户代理控制系统以及数据库系统，这4个代理系统主要是通过TCP/IP协议进行相关数据信息的交换。这种技术的典型特征使这种控制系统实现了对清洁电源负载以及开关状态的监控，同时为智能电网的运行提供了丰富的数据信息。

6智能电网建设带来的契机

智能电能计量系统,通过基于互联网大数据的智能电能计量系统，可以根据清洁能源发电厂的实际运行容量给清洁能源发电厂提供电能计量支持这种模式的主要方式是采集智能电网中相对密集的电能波形信号，判断电网中的电能传偷方向，并根据电网中的实际电流和电压的波形，计算出电网中电能的双向流动情况，从而综合分析清洁能源企业贡献的发电量。这种模式更有利于小容量发电企业的运行要求，也会更加客观的计量小容量的清洁能源企业的电能贡献情况。如果将电网的运行参数看做一个坐标系，用纵轴代表电压，横轴代表电流，那么当电压、电流分别为正值或者负值时，这条线路的运行状态就被划分为了4个象限，这四个象限中,都存在各自的有功功率分配和无功功率分配，而通过测量这四个象限的有功功率和无功功率，可以对这条线路进行较为全面的矢量功率分析。这种矢量分析，就是智能计量系统的核心。采用矢量分析法，通过ABC三相电能波形的对比，智能化双向电能表可以发出两种计量脉冲，SCM系统可以根据这两种计量脉冲，实现分时分段的电能计量。这种电能表的最大特点是，其侧量数据可以直接在电网运行大数据系统中得到，不需要直接在线路上获得相应信号。

7.结论

综上所述，电力系统的安全与稳定是极其重要的问题。近几年来世界范围内发生的大面积停电事故，使得各国学者十分重视电网安全防御的研究。本文通过分析大面积停电事故发生的原因，指出电力系统中现有地址的问题，提出厂址的有关加强电网安全防御能力的建议，希望能对保证电力系统的安全稳定运行，避免诸如大面积停电事故等重大事故的发生起到一定的作用，并为深人研究加强电网安全防御能力方面的有关问题提供厂参考。

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