全球能源緊張、氣候變化莫測、環(huán)境污染嚴重，這些問題都是21世紀人類必須面臨的重大挑戰(zhàn)，目前全世界有80%以上的能源消費依賴煤炭、石油、天然氣等化石能源，大量溫室氣體的排放對地球生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞，人類可持續(xù)發(fā)展面臨巨大威脅。發(fā)展清潔能源已經成為全球性研究課題，從目前格局和未來發(fā)展規(guī)劃來看，發(fā)展清潔能源不僅能夠改善能源結構、提高清潔能源在能源消費中的比例，還能最終實現能源多樣化發(fā)展，從根本上解決能源總量與使用要求和生態(tài)環(huán)境質量之間的矛盾。為此有研究人員提出將清潔能源并入電網建設，使其利用范圍逐漸擴大，但是由于清潔能源具有不穩(wěn)定性，大規(guī)模并入國家電網，可能會給供電系統(tǒng)穩(wěn)定造成一定程度影響，智能電網具有高級傳感、通信和自動控制技術，如果我們在智能電網建設的同時并入清潔能源，就能夠對清潔能源不穩(wěn)定的狀態(tài)進行監(jiān)控，就能夠實現清潔能源穩(wěn)定發(fā)展目標。

1.清潔能源并網控制技術

1.1電力電子控制技術

  電力電子變換器在清潔能源與智能電網連接中起到關鍵性作用，變換器具有響應速度快、慣性小、過流能力弱等特點，能夠促進對清潔能源的智能控制，例如對清潔能源產生電壓頻率進行控制、對清潔能源有功無功功率進行指定控制等?；陔娏﹄娮蛹夹g運用基礎，在能源可調度配置上還可以運用有功無功潮流控制方法，采用不同控制模塊，對有功和無功進行分類控制，在此基礎上再加入頻率恢復算法，能夠實現提高頻率質量目標。另外對于并網發(fā)電單元對無功的不同需求，可以采用基于電壓下垂特性、電壓調整策略以及潮流因子校正三種控制方法。

1.2多代理系統(tǒng)控制技術

  在清潔能源中太陽能源和風能在時間和地域上具有很強的互補性，其互補混合供電系統(tǒng)能夠實現構建獨立供電系統(tǒng)的目標，采用多代理系統(tǒng)控制技術，對太陽能和風能利用進行協(xié)調和優(yōu)化控制，一方面可以保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，另一方面可以保證發(fā)電廠電壓的穩(wěn)定和安全。

在現代智能電網建設過程中，多代理系統(tǒng)是由控制代理、發(fā)電單元代理、用戶代理以及數據代理共同組成，各級代理之間相互連通并實現數據共享，各個部分的代理根據具體環(huán)境進行互動，由控制主體通過主網控制系統(tǒng)向各個代理發(fā)出工作指令，實現發(fā)電單元代理與用戶代理之間的合作化和互動化。同時利用可視化信息平臺收集各代理發(fā)送的信息，根據實際情況及時調整和調度各級代理后續(xù)工作。

1.3虛擬發(fā)電廠控制技術

  清潔能源分布和需求量根據地理位置差異而有所不同，為了實現合理分配和協(xié)調，需要虛擬發(fā)電廠對供電量和需求量進行評估，同時結合電網頻率、聯(lián)絡線潮流、電壓控制技術以及發(fā)電預測模型與方法。虛擬發(fā)電廠控制技術是實現清潔能源并網接入的有效途徑之一，能夠將配電網中分散安裝的清潔電源以及受到控制的負荷量進行有效合并，并將每一部分能量管理系統(tǒng)與電網建立聯(lián)系，在虛擬發(fā)電廠中，控制中心通過智能電網的雙向信息通道進行傳送。同時在虛擬發(fā)電廠中還具有高級監(jiān)測功能，能夠測量和計算各個節(jié)點動態(tài)電壓和故障數據，并通過自動化控制系統(tǒng)將這些信息進行自動收集和整理，對異步運行、頻率波動、低頻振動以及同步發(fā)電機短時失磁異步運行等動態(tài)過程進行監(jiān)控，提高電網運行安全性和穩(wěn)定性。

2.故障管理技術

  清潔能源并入智能電網中，在運行過程中難免會發(fā)生工作故障，為了進一步保證電網使用安全和穩(wěn)定，我們必須對故障管理系統(tǒng)進行研究，例如在燃料電池、光伏電池等清潔能源要求實現并網發(fā)電和獨立運行兩種模式快速切換目標的前提下，就需要通過高級故障管理技術實現這一目標。高級故障管理技術是由智能控制中心的局部電網自動化、智能控制開關以及繼電保護裝置等管理措施聯(lián)合而成，為了提高發(fā)電單元的穩(wěn)定性，必須提供孤島運行所有預處理條件，并根據其容量大小及時調整孤島運行的供電量。高級故障管理技術能夠及時發(fā)現并處理供電和運行狀態(tài)中出現的緊急情況，實現真正的智能控制。

3.智能配電自動化系統(tǒng)

  目前，我國中低壓配電網大部分都沒有安裝高級監(jiān)測裝置，對電網運行狀態(tài)的控制也沒有達到智能化程度，當大規(guī)模清潔能源并入電網后，將會使得原有電網系統(tǒng)變得更加復雜和難以控制，其運行故障發(fā)生的可能性也會隨之加大，尤其是頻繁的啟動停止等操作、功率輸出不穩(wěn)定等因素，都對對潮流監(jiān)測和控制產生一定影響，給電網安全運行構成威脅。因此在清潔并網技術研究中，加強發(fā)展智能配電自動化系統(tǒng)必不可少，在其控制中心構建多代理系統(tǒng)，將大型可再生能源自然接入電網體系，既不顯得突兀，也能有效提高電網建設智能化。

4.高級控制技術

在清潔能源并入智能電網的研究中，還需要借助高級控制技術的強大支撐力量，為清潔能源的并入、調度和控制提供技術條件，為提高電網安全、穩(wěn)定運行提供保障。高級控制技術能夠實現同時針對多種發(fā)電廠數據控制，充分發(fā)揮風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、光伏發(fā)電、生物燃氣發(fā)電、水能發(fā)電等利用多種清潔能源發(fā)電的絕對優(yōu)勢，使得整個電網供電質量和效果得到提升。

5.故障檢測和保護技術

  電網在運行過程中，會受到大自然氣候變化和惡劣天氣條件的影響，從而出現各種故障，而清潔能源利用對這些變化比較敏感，因此在清潔能源并入智能電網之后，我們必須通過強大的故障檢測和保護技術對運行中可能出現的問題進行排除和預防，以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。當清潔能源供電過程中出現故障，系統(tǒng)將自動轉為孤島體系，對電網供電不構成影響，當故障排除后，清潔能源供電系統(tǒng)將自動接入智能電網，恢復正常供電狀態(tài)。

6.清潔能源接入標準

  一旦大規(guī)模開始實施清潔能源并入電網的計劃，首先應該針對并網環(huán)節(jié)制定相應標準和規(guī)范，使得并網措施具備規(guī)范性和統(tǒng)一性。由于清潔能源具有間歇性特點，因此在制定標準的時候，要對這種情況的具體做法進行詳細規(guī)定，設計合理的并入網點和容量，并通過科學計算方式分析風、光、火、水等清潔能源的捆綁輸出量，有效提高清潔能源的安全性和穩(wěn)定性。

結語：

  智能電網建設中并入清潔能源，是實現大規(guī)模利用清潔能源的關鍵，對改善我國能源消費結構、生態(tài)環(huán)境質量以及氣候變化等問題都具有重要的戰(zhàn)略意義。我國清潔能源并入智能電網技術還處于研發(fā)階段，因此無論是學術界專家學者還是技術界工程師，都應該結合我國國情發(fā)展和人們生活需求，加強清潔能源并網技術研究，以期望能夠解決好我國能源和環(huán)境等問題，為社會可持續(xù)發(fā)展提供保障。