智能电网的清洁能源并网技术分析

智能电网的清洁能源并网技术分析

发表时间：2018-07-06T11:30:45.767Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：李江波[导读] 摘要：要进一步促进清洁能源的发展就要做好清洁能源的并网工作。

（国网山西送变电工程有限公司山西太原 030000）摘要：要进一步促进清洁能源的发展就要做好清洁能源的并网工作。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。

关键词：智能电网；清洁能源；并网技术 1、导言

对清洁能源并网技术的开发是当今时代的发展主题。随着经济的不断发展我们付出的代价是环境恶化、资源短缺、气候异常等。地球是我们赖以生存的家园，只有快速的崛起清洁能源产业才能有效减轻地球的负担，才能保证持续有效的可持续发展。积极的开展智能电网的清洁能源并网技术来提高能源的多样化与可持续化将有利于我们走得更高，看的更远。

2、智能电网的清洁能源

2.1智能电网概述

智能电网技术是近几年来依靠科技的进步而兴起的，它通过高级的传感装置，集合各种繁杂的信息技术，创造出电力自动的网络提供给人民相关的服务。目前，电网的能源由国家管控，是国家的重要能源产业之一，伴随着人们对电力的不间断的需求，尤其是有些行业对电力技术的要求相对较高，一方面要求供电可持续性，另一方面还要求电力高效安全性、清洁性等。为了满足人们对现实生活的需求，国家不仅要投入很多的精力去学习国际上较为先进的超导技术，电力技术等并进行相关研究，才能够保障智能电网的安全。

2.2清洁能源

清洁能源中主要有一种依靠风力发电的研究。就是利用风能转化为电能热能等其他形式的能源，用于我们的日常生活需要。由于风具有不可控制的特点，所以如何科学有效的对风能进行综合利用是重中之重，目前利用功率调节技术来掌控风能，利用风电机的特殊原理井风力穿透电网，给与电网一定的冲击，这样一来就能够改变电网原本存在的一些缺漏，以下为常见的清洁能源。

2.2.1 太阳能

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。但是光伏电池的制造成本比较高，无法实现大规模利用。

这种发电技术主要有2种运行方式：一是单独运行发电，二是并入电网进行发电。并网运行主要是通过并网的逆变器实现光伏模块以及电网部件的连接，同时控制光伏模块在最大功率点运行，并向电网灌人相应的线电流。可以说，并网之后，光伏电池在比较大的功率下运行

2.2.2 水能

我国有着非常丰富的水能资源，所以水力发电应用非常广泛。水力发电主要是利用水的势能进行发电，其使用的水电机组具有操作灵活方便等特点。但需要注意的是，我国水力发电主要是径流式电站发电，这就增加了对降雨量的依赖性，从而降低了水力发电的灵活度。

2.2.3 风能

风能发电在我国也比较常见，它主要是通过变速式、恒频式发电机进行发电。这种能源清洁性较高，但会受风力不稳定等因素的影响。而且经过长时间的实践证明，如果电网的功率非常大，并入风电时就会引起电网电压变化，从而严重影响电网的稳定性。

2.2.4 核能

核能是一种清洁性非常髙的能源，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。

3、智能电网的清洁能源并网技术要点 3.1基于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、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。

3.2基于多代理系统的控制方法

采用基于多代理系统的协调优化技术，能够实现风-光发电系统的电压优化控制，保证发电厂电压的稳定与安全，使电网运行可靠平稳。在现代智能电网中，多代理系统由控制代理、发电单元代理、用户代理和数据库代理组成。各代理之间通过TCP/IP协议交换数据，各代理在自身环境中互动，并由控制代理发送主网控制信息至相应的代理。一方面，用户代理传送负荷信息与需求指令至发电单元代理；另一方面，发电单元代理将电能生产信息传送至用户代理。可视化信息平台收集各代理发送的信息以便调度员进行下一步处理。该法兼顾发电单元所需电能质量和能量管理的要求，采用集中管理和分散独立运行相结合的控制策略，运用多代理技术对各个清洁电源、负荷和开关状态进行监控，使得智能电网的信息更容易获取，系统稳定性更容易分析，控制器更容易设计。

3.3智能电网的虚拟发电厂控制方法

清洁能源、分布式能源有其特点，为了适应这些特性，我们的研究需要结合电网频率、电压控制技术、联络线潮流、发电预测模型和方法等融为一体的控制技术。因此，解决清洁能源发电接入与控制的有效途径之一就是虚拟发电厂技术。它将配电网中分散安装的受控负荷、清洁电源和储能系统融合成一个独特的电厂，来参与电网的运行。在这个庞大的虚拟电厂中，每一个构成部分，都和能量管理系统相连接，此时控制中心就可以通过智能电网实现双向信息传送，利用增强型短信服务系统进行整体的调度来协调机端潮流、受端负荷和储能系统的运作，达到降低损耗、降低温室气体排放、合理资源利用、控制电网峰值负荷以及提升供电可靠性的目的。

4 结论

总之，清洁能源是一种利用效率比较高的能源形式，随着经济的不断发展，我国能源需求量不断增加，但是自然能源毕竟有限，高效率的清洁能源受到各个国家的青睐。因此，要保证清洁能源的高效利用，就要做到将清洁能源合理科学地并人智能电网中参考文献：

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