探寻可再生能源的应用前景

1）大规模可再生能源接入电网安全稳定控制系统

目前分布式发电技术的研究还局限于系统内部运行机制研究领域，提出的主要控制措施集中在系统内频率与电压调节以及电力市场机制上，而对分布式电源接入系统的稳定性分析、安全与自动保护措施、独立运行机制、多电源运行机制等方面还少有系统性成果。

目前需要研制发电厂快速并入高压电网装置，实现分布式发电并网接入快速化、安全化、标准化和智能化。随着中国串补输电工程、高压直流输电工程不断发展，FACTS设备、大规模风能发电厂等的不断增多，迫切需要进行同步震荡抑制装置研制。

同时，还需要研制风电场和风电机组故障穿越控制装置。在低电压、过电压、频率极限、不对称负荷等电网异常情况下，同时考虑风电场故障响应特性，研究风电场故障对电网安全稳定影响分析模型，构建满足风电场/风电机组故障穿越性能与指标的装置硬件拓扑结构。需要对风电场和风电机组提出严格的技术要求，包括低压穿越能力、无功控制能力、有功功率变化率限制和频率控制等。

2）间歇式电源发电功率预测与协调控制系统

间歇式电源发电功率精确预测是实现可再生能源发电并网安全可靠运行的关键技术之一。近年来，在发达国家，太阳能光伏电源已开始由补充能源向替代能源过渡，并从偏远无电地区中小功率的独立发电系统向并网发电系统的方向发展。但在光伏发电和风力发电的精确预测方面，国内外尚未有成熟的实践应用。

开发大规模间歇式电源接入网源协调控制技术需要研究适用网源协调的风电场、光伏电站自动发电控制（automatic generation control，AGC）/自动电压控制（automatic voltage control，AVC）数学模型和求解算法，实现风电场、光伏电站有功和无功控制装置与电网调度协调控制；研制安全性高、实时性强、经济性优、网源协调性好的风电场、光伏电站AGC/AVC电网侧控制平台；实现风电场、光伏电站与机组一次调频协调控制；实现电网事故涉及送出系统时，风电场、光伏电站协助电网调度智能应急事故处理；研究考虑电网、电站和机组安全约束下风电场、光伏电站无功控制与无功补偿优先配置，实现常规电站与风电场、光伏电站协调控制。

开发大规模间歇式电源接入网源协调控制技术，可全面提升风电场、光伏电站可控性，推动网源协调控制技术发展，显著改善电能质量，为电网安全运行提供强有力的技术支持。

3）可再生能源发电并网测试设备

我国已对光伏发电接入系统分析、光伏发电对电能质量的影响、保护配置及相关管理规定作了一定的研究，并制定了《光伏发电站接入系统技术规定》、《小型电源接入电网技术规定》。我国风力发电机组基本还处于跟踪和引进国外先进技术的阶段，但也开发了风电功率预测系统和控制保护系统，而且还制定了《风电场接入系统技术规定》。(www.xing528.com)

我国应研发风电机组控制系统接入导则符合性检测平台。检测平台能够检测频率变化范围、电压波动范围、电能质量、有功和无功调节功能、低电压穿越特性等，为可再生能源发电智能地接入电网提供技术支撑。建设满足风电场接入导则检测平台的试验电网，建设符合当前主流机型的双馈和直驱风电机组的控制姿态联调检测平台，建设符合风轮机特性的模拟试验平台，建设符合风电机组大功率变流器有功/无功调节及低电压穿越特性的检测平台，编制符合电网接入导则的风电机组控制系统检测规范。

4）大功率发电并网设备

大功率开关器件不仅在大规模可再生能源发电中有重要的作用，在智能化输配电的许多方面都非常重要，如高压直流输电、智能配电和智能用电等方面。在大功率并网光伏逆变器领域，大功率光伏逆变器的研发投资大、技术实力要求高。虽然国内外一些公司已经开发出了满足大规模光伏电站要求的并网光伏逆变器，但目前绝大多数还不能满足接入电网的技术要求。

分布式可再生能源系统使能源采集和生产小型化，并更贴近需求，其依赖低能耗、高转换效率的可再生能源采集转换设备。现有设备技术远远不能满足要求：一是太阳能采集、转换为电能的效率较低；二是小容量低损耗的变压器、稳压器、逆变器等转换设备亟待开发。因此，提高电能变换器的转换效率和功率密度是目前需要发展的关键技术之一。

另外，在可再生能源发电技术方面，高效低能耗能源采集和转换设备也有待突破。

5）可再生能源联合发电智能监控系统

在风光储联合发电站方面，国内外均缺乏相关的系统性研究成果和成熟的实践经验。未来，各种可再生能源发电装置经常会混合在一起应用，有必要研究风光储联合电站一体化智能监控系统。

研究风光储一体化综合SCADA技术，包括基于IEC61400- 25标准的风电场监控通信技术、大规模光伏电站SCADA技术、储能系统的SCADA技术，实现风光储示范电站与电网的信息交互，实现风光储示范电站与风力预报系统、光照度预测系统的信息交互。建立基于分层分布架构的包含风电场、光伏电站、储能系统以及变电站在内的一体化综合SCADA模型，研制风光储一体化电站的综合数据库平台和通信控制系统。