新能源发电并网对电网电能质量的影响分析

张朝晖

摘 要：随着人类社会快速的发展，对自然资源能源的消耗都十分巨大，这也就导致了传统的能源数量逐渐的减少，由于传统能源大多是不可再生资源，因此为了满足人类生活生产对能源的需求，一些新型的能源逐渐的被开发出来，比如新能源并网发电，虽然代替了传统的发电能源，但是目前相关的技术还不成熟，新能源发电并网对电网电能的质量存在着一些较为显著的影响，主要体现在电压、电网谐波、电网频率三个方面，本文对此进行简要的分析。

关键词：新能源发电并网；电网电能质量；影响分析

1 引言

能源是人类社会发展的必要条件，各个领域的生产和工作都需要大量的能源来支持，而自然资源衍生出的传统能源产量逐渐的减少，因此对新能源的开发和利用已经成为了人类社会发展的必然趋势。以新能源发电并网为例，虽然有效的代替了传统的发电能源，但与此同时由于技术上的不成熟以及一些其他因素，新能源形式的发电对电网电能质量的影响也较为严重，本文就对此进行简要的分析供相关人员参考。

2 新能源并网发电的类型和特点

2.1 新能源并网发电的类型

新能源并网发电的形式逐渐的得到普及，在替代了传统能源的同时，新型的能源往往具有绿色、可再生、无污染等优点，新能源主要包括：风能、太阳能、光能以及水利发电等等。目前，人类社会的发展给环境带来了极为严重的破坏，并且能源消耗也十分的巨大，面对传统能源日益减少的现状，对新能源的开发和利用也具有了更加重要的意义

2.2 新能源并网发电的特点

新能源在对环境的保护以及解决传统能源稀缺的问题上有着明显的成效，但是相比于传统的能源，新型的能源具有一定的间歇性。以风能和太阳能为例，相关的发电社会将风能和太阳能作为主要的运行能源，这就造成了设备对风能和太阳能的需求是十分巨大的，而在一些特殊的季节或者天气中，光照或者风力的不足也就会导致发电设备无法进行满负荷的运作，无法将大量的电能输出到公共电网中。

3 新能源并网发电对电压的影响

3.1 馈线稳态电压

国内的电力系统在对电压进行调节时，主要利用投切电容器和调节有载调压的变压器分接头的方式来实现，对于一些动态无功的电压调节设备是很少使用的。对着新能源应用的逐渐普及，相关人员逐渐的发现新能源并网发电站不断波动的发电频率对线路本身符合潮流的波动会产生极为严重的影响，这对电压的调节工作来说也会产生一定的阻碍，传统的电力系统电压调节的方法与新能源的发电方式不匹配，因此需要对传统的电压调节方式进行改进。

3.2 电网电压的闪变

在对新能源发电并网进行应用的过程中，电网电压的闪变是较为主要的问题，新能源并网发电站中发电机组的开机、停机以及投切发电站的补偿电容器是电压闪变发生的主要原因，新能源并网发电站在对电能进行输出时所产生的功率上的波动对电网电能的质量来说具有着显著的影响，而风速的变化时造成输出功率变化的主要原因，与电压的闪变有着直接的联系。

4 电网谐波和电网频率的影响

4.1 新能源并网发电对电网谐波的影响

新能源并网发电所主要利用的能源就是风能和太阳能，主要是风力和光伏两种形式，在利用光伏的发电站中，由于逆变器绝缘栅双极型功率开关的相关物理特性存在，并且脉宽调制控制法可以通过逆变器的形式对自身进行控制，这也是电压电流谐波产生的主要原因。

4.2 新能源并网发电对电网频率的影响

我国的电力系统在运行的过程中，电网的频率相对稳定，通过调查的数据显示，当利用光伏的新能源并网发电站自身的容量较少时，即使多台发电机组同时进行投切也可以将电网的频率控制在正常的范围内，但是当新能源发电站本身所具有的容量占据了总发电量的较大比例时，随机性较强的新能源并网发电会使电网的频率无法避免的出现波动，这对电力系统和用户来说是极为不利的。

5 新能源发电并网导致孤岛情况

孤岛情况的产生是由于在电网压力降低之后，并网风力发电以及光伏发电仍然在对电网供电，会对失去压力的电网持续供电，所以要与本地负载连接相互结合，保证其独立运行，从而避免出现孤岛情况。

孤岛情况会使电网中的电压、频率等出现动态波动，当电压和频率的波动空间超过电网安全范围，就会极大地影响到设备的安全使用。在孤岛情况下，线路系统会经常出现自动跳闸的情况；而且也会在负载容量中出现变化，当容量超过指定范围时，就会在便运器中出现超速负荷的情况，从而导致逆变器温度超高，起火现象就会随之发生。此时，维修逆变器的维修人员会受到严重伤害，甚至出现生命危险，所以就算重新合上电路的电闸，也不会起到作用。孤岛情况不仅会对电力系统造成较大影响，同时也会危及用户安全。

6 新能源发电并网的间接性和波动性发电影响

在对新能源并网发电进行利用的过程中，以将风力作为能源的新能源并网发电站为例，由于风能供应的间歇性和不稳定性，发电站所提供的电能也具有着间歇性和不稳定性，对于这些电能来说，控制的难度较高，对这些电能进行控制所产生的电流冲击会造成电量频率偏差以及电网闪变等等现象出现。为了避电网中出现瞬间障碍，就需要在风电场穿过低压时就需要将电厂的电压控制在较低的范围内。只有提高电网对电量的接纳能力，并将电网电量的调峰提高到合适的范围，才能确保电网运行的稳定性得以保证。动态无功率以及功率调整这两个功能在新能源并网发电机组中是极为重要的，无功消耗在并网發电站中是极为常见的，因此，无功补偿功能在新能源并网发电站的系统装置的应用功能中是极为常见的。

7 电能质量下降所产生的危害

电能的质量涉及很多个方面，其中较为典型的质量问题就是电压跌落现象，在传统的企业中，这种暂时性的电压跌落并不会造成严重的影响，但是，在一些新兴的电子设备生产行业中，不同电子设备对电压跌落现象具有不同的敏感性，一些较为精密的电子设备在生产的过程中对电压跌落的敏感度较高，而通常这种设备都是大规模生产的，因此，哪怕是暂时性的电压跌落也会造成巨大的经济损失。

8 结语

从上述分析可知，随着人类社会的高速发展，对能源的消耗是十分巨大的，传统的能源产量逐渐的减少，因此对新能源的开发和利用就显得极为重要了，而随着新能源发电并网的普及，由于技术的不成熟，一些问题也逐渐的体现出来，因此为了满足人们生产、生活以及工作的需求，相关的人员一定要积极的对新能源并网发电技术加以不断的改进和创新。

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