分布式电源接入电网的电能质量问题研究

2018-02-21张廷胜

现代工业经济和信息化 2018年8期

张廷胜

（青海省绿色发电集团股份有限公司，青海西宁 810000）

引言

随着科学技术的不断提升，我国的电力产业需要不断地进步提高，从而保障电能质量。在这个过程当中，可以充分利用分布式电源并网的可行性进行分析，根据实际情况对电能的质量进行综合评估。在分布式发电的模式当中，电力系统的配电网已形成了全新的电能供需模式，从而实现对电力能源产业的大力支持，对处于分散状态的可用电力能源进行有效利用，在实现资源合理配置的同时，实现社会的可持续发展。

1 分布式发电技术概述

在分布式发电技术当中，根据初始能源的不同，可以分为可再生能源分布式发电、化石能源分布式发电以及混合分布式发电这三种技术。可再生能源分布发电技术当中包含着多种方式，比如风力发电和太阳能发电技术等。对于风力发电技术，可以对其风力能源进行充分应用，从而实现电能的有效转化。在这个过程当中，需要在风力电机的基础上，有效带动风车叶片，在增速机运转的情况下提升旋转的速度，实现发电机的发电。风力发电可以分为并网风力发电和独立风力发电两种情况。太阳能光伏发电技术主要根据光伏特效的应用原理，对光伏电池进行有效的转化，从而实现电能的充分转化，这种方式会产生废气和噪音等污染现象，因此对于环境会产生一定程度的威胁[1]。在此种情况下，需要对其技术进行有效的改进，不断减少其影响。在燃料电池发电的过程当中，需要将燃料当中的化学能量充分转化，从而实现电能的有效转化。在工作运行的过程当中，是不需要利用燃烧的方式来转化电能的，从而保护了环境，其中主要是在电化学的过程当中对电能进行获取的。

2 分布式电源并网对电能质量的影响

在分布式电源并网技术的实际应用过程当中，需要根据实际情况对其中存在的问题进行有效的分析，从而有效的改善。本文主要从以下几个方面进行分析[2]。

1）对于风力发电并网技术，由于早期的风力发电机容量相对较小，因此都会在异步电动机的配合下有效应用供电网。其中，变速风机以及双馈应电机等多种新型的发电机组得到了相当广泛的应用。但是在此种情况下，大规模的应用会使得电网本身的系统稳定性和电能质量受到一定的影响。风能本身所具备的随机性、间歇性等多种特点，造成了风电机输出的电能处于波动和随机的状态当中，因此在稳定性方面相对较差。一般情况下，风力发电机组采用了大量的软并网方式，因此在并网的瞬间就会形成相对较强的冲击电流现象。如果风速出现了超速的现象，风电机组就会出现额定电压退出的现象。

2）太阳能并网光伏的技术主要是在太阳能光伏阵列的情况下产生直流电的。在电力电子的设备支持下，需要直接或者利用变压器的方式进行电网的有效并入。在我国的太阳能光伏发电技术实际应用过程当中，呈现出了“分散开发、低电压就地接入”的现象，并且在部分地区出现了“大规模集中开发、中高压接入”的特点。在此种情况下，需要充分应用太阳能的时间分布特点，从而起到一定的削峰作用。但是在实际的应用过程当中，外界的因素对发电功率会造成一定程度的影响，比如太阳能的光照强度、环境温度以及天气变化等。比如在太阳光昼夜变化的情况下，对于设备本身的利用效率会造成一定的影响。因此在此种情况下，需要通过最大功率点和跟踪控制法的应用实现对电力功率的有效调节。在光伏发电的过程当中，另外的一个会对环境造成负面影响的因素集中体现在了谐波影响方面。其中逆变装置会以适当的方式策略对功率因数和控制谐波的效果产生有效的作用。

3）在微型燃气轮机并网方面，现阶段主要为小型热力发动力，在体积方面比较小，质量也相对较轻，但是在发电功率方面是相对较高的，对于环境的污染也相对较小。

3 电能质量改善措施

1）可以安装电能质量调节装置，利用动态响应相对迅速的无功补偿装置来进行有效的调节和改善，如静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（SVG）,也被称为静止同步补偿器（STATCOM）、电力滤波器以及统一电能质量控制器（UPQC）等多种设备。其中,动态无功设备补偿器可以快速实现对无功功率大小的有效调节，可以保持电压的稳定状态，最终实现系统运行性能的稳定性。在实际应用的过程当中，需要将动态无功补偿装置安装在分布式电源的出口低压侧，有效控制电压偏差量，最终实现稳定电压的目的，保证电压的波动处于正常的状态当中，整体提升风电场的低电压穿越能力。

2）可以安装超级电容器的储能装置来提升电能的质量。超级电容器本身的功率密度相对较高，充放电时间相对较短，并且其循环的寿命也相对较长，因此得到了相对广泛的应用。在超级电容器的储能系统方面，需要最大限度地改善微网电能质量。在此种情况下，需要对其采取一定的控制策略，利用储能装置的有效调节对电网注入有功功率和无功功率大小的控制，实现电能质量的有效提升。在超级电容器的实际运行过程当中，功率的密度相对较高，因此充电的时间相对较快，可以实现在短时间内释放能量，解决电能质量调节装置当中所出现的瞬间停电现象，对于电压的下降和电压的骤升等问题也可以实现最大限度的控制。在此种情况下，需要充分利用超级电容对电能进行吸收或者补充，达到对电压的有效控制[3]。除此之外，对于公共连接点短路的提升方面，需要对分布式电源所引起的电压波动和闪变现象进行有效改善和调节。利用人工调节的方式对风电机组进行调节，使得不同时间段内的机组可以进行起动和停止。