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1、 基于智能电网的清洁能源并网技术马欣鑫 Summary：目前，我国智能电网的水平不断提高，随着能源的日益短缺，清洁能源在其中的应用受到广泛关注，在很大程度上提高了我国电力能源的供应水平。本文重要对智能电网中清洁能源并网技术进行分析，并提出具体的看法。Keys：智能电网；清洁能源；并网技术；系能源引言就目前情况而言，全球的能源消耗80%以上仍然依赖着煤炭、石油等传统化石能源，消耗化石能源必将产生大量的温室气体，进而加剧了气候变化与环境污染的程度，这无疑会严重的阻碍人类社会的发展。研究并应用新型能源已然成为现如今的必要课题。然而，人们不可忽略的是，现阶段清洁能源的相关技术并不完善，在电网系统运行的
2、过程中，清洁能源不可避免的受到自身随意性以及间歇性的影响，从而会导致电压失衡以及短路等故障发生。由此看来，现阶段最需要解决的问题就是应当如何实现智能电网与清洁能源的并网应用，并进一步减少故障的发生。1清洁能源发展下的电网规划电网建设在发展过程中需要资源来支持才能达到稳定发展，但是目前全世界都面临着资源短缺的问题，这对人们的生产生活都有一定的影响。如何缓解资源短缺问题已经成为各国的难题，我国在这方面提出了一套资源利用体系，对于日常生活中的太阳能和风能展开清洁能源利用，逐渐的在电网建设中展开建设，并且实现了在清洁能源基础上展开的协同发展体系。通过对于清洁能源的利用很大程度上降低了对于资源的消耗，避
3、免了发电过程中对于生态环境造成的污染情况，不断地应用清洁能源已经成为电网企业目前的一项重要举措。从长远上来讲，清洁能源在电网工作中得到快速的应用，可以实现新型的电网运行模式，确保对于生态环境和经济效益的提升。但是，由于清洁能源的利用属于适应阶段，对于各方面还有很多的不稳定因素，所以在进行清洁能源利用的过程中需要相关的技术人员对电网规划有一定的了解和熟知，通过科学合理的方式优化设计思路，创造出符合电网发展的清洁能源电网规划方案。2清洁能源接入对配电网造成的影响2.1清洁能源引起的电网频率变化频率若偏离正常范围，对用户、发电厂和系统本身都将造成很大的影响。频率是和电力系统的有功功率有关的，即有功功
4、率直接影响着频率的变化，以一个光伏电站的为例来说明频率和有功功率的关系。在光伏发电输出有功功率较小时，即使多台光伏机组进行投切，电网的频率在允许的500.2Hz范围波动，若当清洁能源的发电容量占电网总容量的比例逐步增大后，由于清洁能源发电机组出力具有一定的随机性，可导致电网的频率经常波动。2.2清洁能源引起的电网谐波问题清洁能源并网发电主要包括风电和光伏发电，风力发电谐波来源主要是风电机组的电力电子元件。恒速风机基本不产生谐波，而现在普遍使用的双馈异步发电机和同步发电机，采用了大容量的电力电子元件，直驱永磁同步发电机组的交直交变频器采用可控PWM整流或不控整流，都使用了大量的电力电子非线性的器
5、件，产生一定的谐波。并网光伏逆变器采用功率开关IGBT及脉宽调制控制方法，并网光伏运行时会产生相应的谐波电压电流，光伏输出功率的间歇变化以及光照不对称都会引起谐波的产生。2.3清洁能源的接入直接影响到配电网的电能质量很多清洁能源如风能及太阳能都直接受到环境的影响，环境条件好发电多，环境条件恶劣则发电少，并不稳定，具有间接性。并且，相关设备的电力元器件具有整流逆变性能，发电时会出现直流与谐波，一旦进入到电网，会影响配电网的电压，造成传输中的电能质量存在问题，也会加重系统仪表与设备的负荷，使得检测到的数据不稳定。并网电能的使用存在很多的随机因素，并且可调性差。并网过程中会出现强冲击电流，影响到电网
6、中电力频率与电压，造成相关数据出现偏差与波动，使得馈线中的潮流发生变动，影响稳态电压在分布以及无功上的相关特性，最终使得电网不可控性加大，调峰的实际容量余度出现偏差。过多地启动清洁能源的发电单元会加大配电网络的负荷变动，从而难以更好地对电压进行调整。清洁能源发电装置配备有很多电子设备，与传统电网在调控上存在很大差别，如果出现问题，会引起电流进入电网，造成电网安全问题。3智能电网的清洁能源并网控制方式3.1谐波抑制和无功功率补偿在可再生能源发电系统中，有大量电力电子设备，这些不稳定的非线性器件在电网连接时会给电网带来大量的谐波和无功功率，严重影响电能质量。传统的谐波抑制和无功补偿方法是无源滤波技
7、术，根据电容和电感的谐振特性，用并联方式补偿无功功率，并共享部分谐波分量。虽然无源滤波技术成熟且易于操作，但只能抑制固定频率的谐波，容易产生谐波，只能补偿静态无功功率，而自身适应性差只能在稳定的运行条件下使用。因此，提出采用PWM逆变器构成有源电力滤波器接入的有源电力滤波技术。有源滤波技术具有良好的补偿特性，可以抑制谐波，并在一定程度上弥补无源滤波技术的不足。有源电力滤波器可以与LC无源滤波器相结合，目的是结合二者的优点得到更好的性能。3.2电力电子技术的控制方法光伏电池、风机和燃料电池等都要求利用电力电子变频器进行变换，这样才可以和智能电网的电网系统连接起来。由于变换器具有响应快速、惯性小、
8、过流能力弱的特性，因此变换器的能量管理的控制理念和常规系统有比较大的差异。与此同时，逆变器由于需要适用于清洁能源并网，所以除了要求具备普通逆变器的功能以及基本的并联运行之外，还应该根据清洁能源的相关要求拥有必备的控制功能，比如电压与频率比的(u/f)控制和有功无功(PQ)的掌控。由于下垂特性的电压与频率比的控制可以实现负荷功率变化的时候，不同种类的清洁电源间变化功率实现共享，并且在电力单元孤岛运行时为智能电网提供频率支持；有功无功的控制可以通过实际运行的情况来实现清洁电源有功和无功的定向性控制。以智能电网的电力电子技术的控制方法为基础，卡特里娜提出针对可调度能源的有功无功潮流而设计的控制方法。
9、3.3多代理系统的控制方法在当前的供电系统中可再生能源的供电体系最为重要的一种形式就是风能与光能互补供电。它实现了由多代理系统，保证了电厂的电压是稳定的，并促进了电网的可靠和平滑操作的协调优化技术风和光混合发电系统的最优控制。现代多智能体系统在智能电网是由数据库代理，用户代理，发电单元剂和控制剂四部分组成。这些代理之间的现代智能电网是通过TCP/IP协议实现数据交换，这四个组件在这个环境中实现通过协议控制主网络的交互，以将信息发布到适当的位置。负载信息或需求指令由用户代理生成到发电单元，然后发电单元将该信息发送到用户代理，以实现双向交流。在此过程中，通过由代理发送信息的收集可视信息平台，调度可
10、以方便的处理的下一步骤。结语以智能电网技术的清洁能源并网技术为基础，积极发展我国智能电网，可以帮助解决目前我国能源紧缺的问题，同时改善气候，缓解部分环境污染的问题等。智能电网技术在世界范围内，算是比较新的事物，就会造成不同国家，或相同国家的不同地区对智能电网设备制造、检测以及调试等方面，缺乏统一的标准。因此，智能电网的建设可以说是一项长期浩大的工程。在智能电网的支撑下，清洁能源入网即使会出现明显的技术难题，但由于清洁能源是解决大气污染等环境问题的最佳途径，因此工业和学术领域应该表达出对清洁能源并网技术的足够重视。Reference:1张嵩,谷鸣,李莹.电力电子技术在可再生能源发电系统中的应用J.国网技术学院学报,2014,17(05).2熊肖明.智能电网清洁能源并网技术J.电源技术应用,2014(3).3丁秀翠.基于智能电网的清洁能源并网技术研究J.科学与财富,2015(5). -全文完-
