新能源对城市电网的影响

鄂宇航

（广州供电局有限公司，广州 510620）

随着新技术的研发，各国都在加紧脚步发展新能源，因为新能源的开发和利用关系到一个国家的未来。在我国，可以形成产业的新能源有水能、风能、太阳能、地热能和生物质能等。因为这些新能源都是清洁能源，无污染、可再生，所以新能源的开发和利用对我国城市电网有很大的影响。然而，在开发过程中会出现一系列的问题，针对这些问题，我国已经采取了相应的措施去解决。本文将简介新能源，并阐释其对我国城市电网的影响。

1 新能源的定义

新能源又被称为非常规能源，是指人们不熟知的能源，例如：煤炭、钢铁能源以外的各种能源形式。换言之，新能源可以定义为那些将要被开发或是刚开始开发、研究的能源。这些能源还未能广泛运用，但正在逐步推广中。这些能源包括：太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。随着常规能源的紧缺和工业发展对环境的影响日益严重，非常规能源的开发和运用变得更重要，同时也得到了各个国家的高度重视［1］。

在中国，暂时可以用于开发的新能源有水能、风能、太阳能等。我国正逐步将风能、水能和太阳能用于发电，新能源的开发和利用对我国电网的发展有着至关重要的作用［2］。

2 新能源对城市电网的影响

无论是风力发电还是光伏发电，都属于分布式发电技术。目前分布式发电技术是最为先进、发电潜力最大的可再生发电能源技术。为了使其功效发挥到最大、利用率尽可能高，在并网发电系统中都会采用适当的控制策略。一般将新能源用于发电时，会出现发电站输出功率波动较大的问题，这些间歇性的波动会对电网造成一定的伤害，这也是新能源引入电网过程中遇到的最大难题之一。

2.1 新能源发电对电网电压的影响

在电力系统中，如果想要调节电压，通常情况下会采用投切电容器和调整有载调压变压器的分头和接头的办法。没有特殊情况，一般不会配备其他的调压设备，如果新能源能够成功地应用到电网操作中，新能源发电站的功率就会有明显大的波动，这种波动还会导致线路的负荷潮流波动，加大电网工作的负担，使电压调整等工作变得尤为艰难，如果继续使用原有的调压方案，很容易会出现事故，原有的电压方案也无法满足新能源加入后的要求，因此，设计一款适合新能源发电站接入的电网是十分必要的［3］。

2.2 新能源发电对电网频率的影响

电力系统的运行过程中很少发生频率异常的状况，当光伏发电站电量较小时，即使多台机组同时进行投切也不会使电网频率越限。当新能源发电站电量在电网总电量的比例上升后，可能造成电网内的频率波动频繁，给用户和电网系统带来严重的后果。电场功率的波动会对整个电网形成一个火电组转速变化和风电输出的传递函数。新能源的发电机组穿透率的极限是18%，为适应新能源接入电网发电，要全面考虑新能源发电的波动与间歇的特点，结合电网运行新能源的发电功率［4］。

2.3 新能源发电对电网谐波的影响

新能源发电站主要由并网光伏发电站和并网风电场两种组成。光伏逆变器相关的物理特性和并网光伏电站运行期间产生的电谐波，以及光照强度的改变带来的输出功率间歇性的变化会导致谐波污染，在电力较少的凌晨，电谐波变率增大，中午电谐波的变率有突然增大的趋势。要研究的风电场发电机组都为全功率的变速机组，电谐波的大小主要由调制的方式及开关的频率决定。为了区分新能源发电站承担谐波的区域，要根据系统和负荷参数来具体确定谐波阻抗，进而估算用户谐波电压发射的水平。根据用户和背景谐波变化对电流、电压的影响，制定一种以用户主导波动挑选谐波发射水平的方法。在研究新能源的电网时，正确的对配电网和新能源发电站进行区分，有利于监测并治理新能源发电站产生的谐波污染。

3 结论

新能源用于电网发电的确会带来许多好处，一方面，通过使用新能源可以减轻对不可再生资源的开采，缓解了煤炭等传统能源的压力。另一方面，使用新能源后，还能减轻环境污染以及能源开采对自然的破坏。无论从哪个角度讲，使用新能源发电都是利大于弊的，这也是未来能源发展的趋势，所以我国必须要加大力度开发使用新能源，使新能源的利用逐步完善、成熟。然而，在使用新能源发电的过程中也会出现许多问题。由于这些问题的存在，导致我国使用新能源发电的技术还不够完善，在这些棘手的问题当中，最为突出的就是使用新能源发电时会导致发电站的电压有大幅度的波动。发电站电压的变动看似不是大问题，实则关系着整个发电站的发电效率和安全，因此必须要提高警惕，解决好这一问题。

［1］ 徐华，邹宏亮.基于状态空间和熵权的城市电网可持续发展研究［J］.华东电力，2011，12（11）:1985-1988.

［2］ 许超.关于城市电网建设存在的问题及其发展前景分析［J］.电源技术应用，2013，7（30）:177-179.

［3］ 李有安，陈华芳，赵法起.短路电流对城市电网稳定运行的影响及其控制［J］.山东农业大学学报（自然科学版），2010，10（22）:143-145.

［4］ 王波，常杪，李宗轩，等.中国城市新能源发展决策支持指标体系构建及应用［J］.可再生能源，2013，11（22）:141-144.