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2023-04-02
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新能源并网发电系统的关键技术研究
摘要：当前，我国的新能源利用还处于发展的初级阶段，一些技术还不够成熟，
并网后运行过程中对电网的稳定性和可靠性还需要采取措施加以完善。在今后的
发展过程中，行业专家要进一步创新思路举措，加强调查研究，促进新能源发电
实现电网的资源节约、高效环保、经济安全。
关键词：新能源；并网；关键技术；发展趋势
一、我国新能源的发展现状
1.1 面临的形势
我国是能源大国，更是人口大国，在人均占有能源资源方面，面临着较为严
峻的能源挑战。所以，开发和利用新能源成为国民经济发展计划的一项重要内容。
电力作为国民经济的支柱产业，是主要能源行业。20 世纪以前主要依靠火力发电、
煤炭和石油天然气发电，这些传统发电占据了整个发电行业的 90%，因为这些多
是不可再生资源，导致了能源的紧缺，并且在发电过程中，对环境造成了一定的
污染。随着社会的发展和科技的进步，调整能源结构成为一项重要任务。研究和
开发环保、利用率高的新能源，代替煤炭、石油、天然气等传统能源，成为一项
重要研究课题。
1.2 新能源发电技术
太阳能热发电是利用太阳能将能量转化成电能的一种发电方式，主要包括光
伏发电、光感应发电、光生物发电、光化学发电四种形式。光伏发电在我国应用
较早，具有成本低、生产能力高等优点，因此在上个世纪末在我国被广泛应用；
生物能发电主要利用农作物的秸秆，工业生产的废弃物，城市垃圾等，采用直接
燃烧或气化等方式，通过热能转化为电能。生物质能发电利用农业和工业废弃物，
既能改善环境，又能实现能源的可持续开发利用，增加农民变废为宝的收入，是
一项既利国利民又环保健康的一种产业。近年来，为了节约资源和满足人们生产
和生活用电的需要，我国加大力度发展研究风力发电，尤其在北方应用较为广泛。
二、新能源并网发电系统的关键技术
2.1 新能源发电系统结构
新能源发电系统结构采用多种能量并行的分布式发电系统。分布式发电系统，
有一个风力和太阳能发电，燃料电池，微型燃气轮机和储能供电系统的各种能源，
其需求大部分通过并联逆变器的形式，公共接入微电网。
2.2 基于电力电子技术的关键部件
电力电子技术是发展各种可再生能源，发展分布式发电的关键技术之一。根
据微网的特殊需求，需要一些新型的电力电子器件，如并网逆变器、静态开关和
电能质量控制装置等。在新能源并网发电系统中，并网变流器、静态开关和电能
质量控制装置是关键部件，对系统的运行有着重要的影响。
（1）并网逆变器。光伏电池、风力发电机、燃料电池、储能装置等都是由电
力电子变换器所要求的，可以与微网系统网络连接。这些转换器可能包括整流器
和逆变器，或只是一个逆变器。该变换器具有响应快、惯性小、过流能力弱等特
点。同时，除了常规的微网逆变器和逆变器适合可以并行操作，还需要根据微电
网系统的特殊要求有一定的控制功能，如有源频率下垂控制和电压-无功功率下垂
控制功能。因此，逆变器的拓扑结构和运行控制是微电网中的关键技术之一。
（2）静态开关。静态开关置于连接微网与主网间的公共连接点处。在发生一
些主网故障、电能质量等事件时，静态开关应该能自动地将微网切换到孤岛运行
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