终端用户分布式新能源接入智能配电网技术研究(3)

　　（3）操作简单，具有储能单元，起停快，便于实现自动化，在微网发电系统内可对局部区域的电能质量实现实时监控，除工业用途外，非常适合向农村、牧区、山区，中、小城市或商业区的居民供电。

　　（4）无需建配电站，可降低附加的输配电成本，并减少DG接入点配电网中的传输功率，增加输配电网的输电裕度，减轻输配电网过负荷压力，提高末端电压和系统对电压的调节性能，减少线路损耗，末端电压的提高量与DG接入点的位置和总容量的大小有关。

　　（5）中国已制定《可再生能源中长期发展规划》及配套细则，发展可再生能源已成为一项基本国策，将实行可再生能源发电全额保障性收购制度，支持智能电网、边远地区离网发电及各种新技术研发。在包括财政政策、补贴政策、税收政策、利率政策等各种政策支持和间接调控手段下，将促使可再生能源市场机制不断完善，必定会吸引和鼓励社会团体、社区和个人投资绿色能源的积极性。

　　4.2终端用户新能源接入技术目前，微小型风力发电和光伏发电系统大致可分为离网蓄电、并网发电及两者混合系统三类。混合系统兼顾了离网蓄电和并网发电系统的优点，有较强的适应性，用户可根据电网峰谷电价来调整自身的发电策略。并网控制的目标是控制逆变器输出稳定的高质量正弦波，且与电网接入点电压、频率和相位同步，以达到稳定并网的目的。系统中的逆变器或变频器技术目前已达到相当高的水准，并都采用了SPWM控制技术。最大功率跟踪控制是风力发电和光伏发电系统的关键技术之一，小型发电系统一般采用被动式最大功率跟踪控制系统，控制方式简单实用。

　　（1）光伏发电的接入和并网方式光伏发电系统主要由光伏阵列、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路、逆变器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是光伏阵列、逆变器和系统控制器。并网方式可以将光伏阵列组件输出与逆变器连接，经隔离变压器接入电网，或者将逆变器直接与电网连接。或者将光伏阵列输出经高频逆变后，通过变压器隔离，再经过变频器与电网相连。由于设有隔离变压器，直流分量不会流入接入电网，谐波含量低。无隔离变压器并网方式是将光伏输出通过DC/DC升压电路、逆变器和滤波器，直接与电力系统相连，这种方式会向电网注入一定的谐波含量。储能型蓄电池可起功率和能量调节的作用。小型光伏发电系统一般通过实时检测光伏阵列的输出功率，预测当前工作状况下光伏阵列可能的最大功率输出，然后根据功率平衡原则使光伏阵列达到最大功率输出，实现最大功率跟踪。主动式自动跟踪系统采用步进跟踪方式，包括水平单轴、倾纬度角斜单轴和双轴跟踪，前两者只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。通过计算得出太阳直射方位，以控制光伏阵列朝向，使其有最大功率输出。

　　（2）风力发电的接入和并网方式目前，已有各种类型的风力发电机结构、发电方式和并网控制方式，如风力发电机有异步发电机、同步发电机和双馈式感应发电机三类，驱动方式有齿轮箱驱动和直驱式两类，运行方式有定转速和变转速两种，变转速风力发电机组的部分或全部容量采用变频器并网运行。全部容量采用变频器的直驱式风力发电机组采用永磁同步发电机，能够在较宽的转速范围内运行，具有转矩密度高的优点，发展前景看好。现代风力发电机都有偏航系统和液压系统等，以提高运行性能，偏航系统可以随时跟风，使风轮总是垂直于主风向。液压系统用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等。小型风力发电系统主要由小型风力发电机（直驱式永磁同步发电机或异步发电机）、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路、变频器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是风力发电机、变频器和系统控制器。并网方式可以将变频器输出经隔离变压器接入电网，或者将变频器输出直接与电网连接。特点与光伏发电系统相同。小型风力发电系统可以预先在控制器中预设风速-最大功率曲线表，由风速传感器实时检测风速，并测量整流器输出侧直流电压，然后根据功率平衡原则，用查表法查找对应的最大功率，使变频器达到最大功率输出，实现最大功率跟踪。

　　（3）风力发电和光伏发电系统的控制器风力发电和光伏发电系统的系统控制器是整个系统的神经中枢。两者除数据采集的参数有区别外，系统控制器的结构是相同的，目前都可以采用可编程序控制器（PLC）和人机界面组成，本文采用西门子S7-1200系列PLC和精简系列面板，利用PLC的编程组态软件，可以实现功能强大的控制作用。PLC与人机界面使用以太网（PROFINET）连接，并与上位计算机的通信。人机界面用于显示系统的测量参数及控制状态，还可用于对发电系统的手动控制。上位机可以显示发电系统的运行状态，并设定控制参数。通过以太网接口，可以将发电系统接入互联网，实现网络化远程监控。系统结构如图1所示。

　　5结论

　　本文通过相关文献和初步设计对新能源发电技术进行了研究，得到如下结论：目前国内电网接纳能力是大规模发展新能源发电的重要基础和环境，这有赖于坚强智能电网的发展，大力发展微网发电系统是改变能源结构迈向低碳经济社会模式的必由之路，这有赖于微网技术的发展和市场的有序发展和培育，也是建设坚强智能电网的目标。未来的能源市场是由生产商、投资商和消费者共同参与博弈的市场。目前，微小型风力发电和光伏发电技术已能满足并网技术的要求，随着微网和物联网技术的发展，将实现网络化控制。大中型风电场、光伏发电场主要存在有功功率调整和动态无功功率调整控制功能方面的缺陷，这有待于进一步研究。