国家能源新能源接入装备与技术研发中心
依托单位：海军工程大学 江苏大全集团
面对年年上演的电荒，越来越多的人呼吁让新能源能量并网以解决这一问题。尤其是近年来，越来越多的风电、光伏发电项目竣工，新能源能量并网的需求日益强烈。
然而，电网对于新能源能量并网的愿望似乎并不迫切。国家电网能源研究所副院长蒋莉萍在接受媒体采访时，就对2020年达到1.3亿—1.5亿的风电装机，太阳能达到2千万的新能源并网目标表示出了担心。其实，这种担心并不是毫无根据的。行业资深人士在接受《中国投资》采访时就表示，如果技术达不到要求，勉强并网对整个电网带来的危害是难以估量的。
有观点指出，新能源能量能否实现并网关键在于技术。国家能源新能源接入装备与技术研发中心（以下简称研发中心）的成立，就是致力于解决制约可再生能源产业发展的新能源并网接入瓶颈技术，力争占领新能源、智能电网和大功率驱动技术制高点，确保行业技术领先优势。
技术难点多
“目前，国内在新能源并网接入核心技术上，基础研究薄弱，产业化成果不足，尚不具备大型风电、光伏发电站并网设施的设计、规划能力，主要技术依靠进口”，研发中心负责人在接受《中国投资》采访时表示。
事实上，并网技术的发展直接影响着新能源发电的发展和使用。仅从风电发展的情况来看，截至2010年底我国的风电装机容量已超越美国，达到全球第一。但从风力发电装机对国内电力的实际贡献来看，受并网技术的影响，我国的实际贡献率低于美国。据统计，截至2010年底，我国仅有20%左右的风力发电装机实现了发电并网。就我国当前的实际情况而言，提高风电对社会电力的实际贡献率必然需要增加其并网量。风电并网的技术瓶颈就成了亟待解决的问题。
研发中心从现实情况出发，首先选择攻克风电、光伏发电并网接入问题的关键技术。其中主要包括：风力发电变流技术、太阳能光伏发电逆变技术。据研发中心负责人介绍，“研发中心利用所掌握的先进技术进行了多项产业化运作，与大全凯帆合作的风电变流器的部分产品已在云南、内蒙等地进行安装运转。”其实，海军工程大学自2003年以来，就对大功率变流系统在控制理论分析、器件级与电路级集成、优化设计及工程实践等方面，开展了比较深入的预先研究，为研发中心进一步的科研打下了坚实基础。
不仅如此，研发中心还对一些前沿的技术进行研究。如研发中心目前正在研究故障模式下的穿越问题，控制软件的智能化与友好化等系统优化设计问题。低电压穿越指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。低电压穿越是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。不同国家和地区所提出的低电压穿越要求不尽相同。丹麦、德国等已经相继制定了新的电网运行准则，定量地给出了风电系统离网的条件（如最低电压跌落深度和跌落持续时间），只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力发电机脱网，当电压在凹陷部分时，发电机应提供无功功率。
尽管我国对于新能源能量并入电网的技术研发已具备了一定的科研实力，并且也取得了一些成绩。但研发中心的负责人仍然对《中国投资》表示，我国不少技术在关键点上尚有待实现真正突破。
设备受制于人
我国新能源接入设备严重受制于人，迫切需要进一步发展
除了技术之外，新能源接入设备也是影响着新能源能否实现并网的重要因素。在这方面，我国却明显受制于人。
在新能源接入设备中，国际上占主导地位的仍是几家大厂商，如西门子、ABB等。此外GE、Vestas、Gamesa等其他厂商也在部分领域掌握了核心技术。我国的情况却是，生产新能源接入装备和元件的厂商众多且良莠不齐。
与之相对应，实现新能源接入重大装备国产化、打破国外垄断意义重大。“不仅能提升新能源行业整体竞争力和水平，促进电力设备产业优化升级，而且还能为国家能源输送安全做出重要贡献”，研发中心负责人表示。
鉴于其重大的意义，研发中心的研发任务包含了：低压直驱交流器功能完善，力图覆盖至3MW等级；中压海上直驱风电变流器，覆盖5至7MW等级，未来延伸至十几MW等级，且相关技术可拓展应用与其他电能转化与传动领域。
据介绍，在风电领域，研发中心已经取得了一定成绩。由海军工程大学、大全集团和湘电集团合作研制出了2MW级永磁直驱风力发电变流器，且已完成了超过3000小时的风场挂网试验。2010年2月，该产品正式通过了国家能源局组织的鉴定。该负责人骄傲地对《中国投资》说：“该成果填补了国内空白，达到国际先进水平，现在已经开始批量生产”。
在光伏领域，研发中心正在积极开展对太阳能光伏发电逆变装置的研究，也取得了一定的研究成果。光伏阵列自动跟踪系统就是太阳能光伏发电逆变装置中的一项，指通过实时跟踪太阳运动，使太阳光直射光伏阵列，从而增加光伏阵列接收到的太阳辐射量，提高太阳光伏发电系统的总体发电量。一个设计合理的光伏跟踪系统可以将整个系统提高40%的效率，而电机本身的一年耗电量仅为20kwh，并且成本低廉，安装方便。
目前国际上广泛使用的光伏自动跟踪系统主要有3种：水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和双轴跟踪。其中，水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。3种跟踪系统采用的跟踪控制策略均为主动式跟踪控制，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好地适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，研发中心所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大降低跟踪系统自身能耗。
虽然，研发中心已在新能源接入设备方面取得了可喜的进展。但在接受《中国投资》采访时，研发中心负责人也强调，“新能源接入设备要以国家新能源战略对接入装备需求为牵引，将长远发展与近期需求相结合，各研究方向协调，同步开展研究”。
研发仍存困境
新能源能量若要顺利并网不仅需要科研单位、设备生产商的努力，还需要电网自身的发展和完善以及政府的宏观调控和政策引导
当前，无论是从研发中心来看，还是从我国整个新能源接入设备和技术研究的情况来看，我国新能源能量并网仍然存在着困境。
“研发中心在发展上主要还存在3方面的问题：一是研发资金存在缺口，二是研究方法和路径上还存在很多难点，三是研发人才配备上还不够充足”，研发中心负责人在接受采访时说道。
从研发资金的角度来讲，研发中心作为国家能源中心财政会对其科研进行一定程度的支持。但是财政的支持相对于研发的实际支出所占比例较小，大部分研发资金仍然需要依托单位采取自主的方式解决。对于没有国家财政支持的研发单位来说，所需资金仍然是制约其进一步研发的重要因素。
其次，在研究方法和路径上，我国以及发达国家都没有统一。就高功率密度惯性储能系统而言，仅我国对电池储能技术的研发路径就不统一，有钠硫电池、液流电池、锂电池等多种路径。从整个国际来看，大容量储能电池主要有两种技术路线：一种是把电池并联做成较大容量，以锂离子电池技术为主；另一种是专门开发大容量电池。
最后，由于新能源接入设备及技术在我国的发展时间并不长，存在人才培养跟不上实际需要的情况，人才培养机制有待完善。
除了这3个主要问题之外，电网运营方对于电网的管理规范、我国电网对于新能源能量入网标准的空缺等电网自身问题也限制新能源能量并网的速度。而且随着相关技术的发展，电网自身问题对于新能源能量并网的限制表现得日益突出。可见，新能源接入设备和技术的发展仅仅是实现其并网的基础之一。新能源能量若要顺利并网不仅需要科研单位、设备生产商的努力，还需要电网自身的发展和完善以及政府的宏观调控和政策引导。