新能源发电并网及电网电能质量分析

陈川 国投白银风电有限公司

1 新能源发电并网的类型和特点

1.1 类型

新能源主要因为太阳运动或者地球运动原因产生的能源，主要包括风能和光能以及太阳能等。对比新能源和传统能源，新能源储量比较大，而且不会产生较大的污染，因此合理利用新能源发电并网，有利于解决当前资源枯竭和能源污染等问题。

1.2 特点

风力发电和太阳能发电等新能源发电方式对于时间和季节都都都具有一定的要求，如果风力和光照比较充足，那么发电机组就可以实现满负荷运作，在公共电网当中输入大量的电能，但是如果风力不足，或者无光照，那么发电机组就无法继续工作，因此新能源发电并网具有一定的间歇性。

2 新能源发电并网对于电网电能质量的影响

2.1 间接与波动性发电

风速直接关系到风能发电质量，在风速变化的影响下，风力发电会出现间歇性波动，同时依靠人力很难操控风速变化。此外风速具有一定的随机性，因此很难控制。天气和气温也会影响到太阳能，太阳能缺乏稳定性，同时又具备间断性特点，因此发电电量无法稳定，在电网中并入这种电量，就无法有效的控制，导致强大的电流冲击到电网，引发电网的闪变问题，降低带你网频率。

2.2 影响谐波

新能源发电并网发电系统当中，通常都是利用电力电子装置，这种装置也具备一些缺陷，会经常出现直流分量和谐波等问题，如果发生谐波问题，就会危害到电力系统，导致电网电压出现畸变，电能质量也会由此受到影响，影响到电力系统的安全性，甚至还会直接到电力系统出现瘫痪的问题，社会生产和人们生活都会都要严重的影响。因此电力系统中需要配置滤波装置，降低电网中的谐波含量，在谐波控制当中，可以合理利用无功补偿装置。

2.3 孤岛现象

如果电网出现失压的问题，那么新能源发电系统仍在进行供电，同时连接于本地负载，就会形成独立运行状态。电网控制不会影响到孤岛中的电压和频率。如果负载容量比孤岛逆变器容量大，那么逆变器就会出现过载的问题，进而烧毁逆变器。此外就会威胁到检修人员的安全性，如果采取重合闸操作，线路就会发生再次跳闸的问题。因此需要加强检测和预防孤岛现象。当前功率预测和储能技术是重点研究技术，并网必须要具备功率预测系统。

2.4 影响到电网频率

新能源发电并网当中，增加电力系统发电容量的发电量比例之后，那么新能源发电机组就会具备随机性，电网频率可能会由此发生异常波动问题，严重影响到电力系统的用户。针对风电场功率波动对于电网的影响，将其作为新能源发电并网输出功率的波动函数，设置评估模型评估系统评估系统频率，功率波动在0.02~1.0赫兹当中，对于电网就会产生很大的影响。

2.5 对于馈线电压产生的影响

接入调节电压需要投切电容器和LTC装置，可以利用其他动态无功调节装置，如果并入电网新能源比例比较高，再加上功率波动的影响，就会导致线路负荷就会产生电压，很难调整电压。因为逆光源发电站和主变电站具有很大的距离，因此馈线电压也会比较高，如果逆光源发电站属于小容量，那么就会增高负荷比例，影响到电站上游地区的输电工作，甚至还会引发逆流问题。

3 新能源发电并网发展的建议

3.1 协调控制储能和新能源

协调控制储能和大规模新能源联合发电，需要设计出全新的控制模式，主要负责分散控制，同时进行协调控制。广域协调调度可以实现风险约束。此外在新能源发电并网当中利用储能技术，可以联合利用储能与大规模新能源发电系统，使风电和光电爬坡率不断优化，满足国家相关规定。通过超前控制方式，可以对于风电功率和光电功率的短期波动情况进行有效的控制，也可以利用蓄电池和超级电容的储能作用，抑制不能使其新能源的输出功率波动。

3.2 无功电压控制

无功电压控制系统具备光伏逆变器和风电机组等，利用各种无功设备的差异性，控制整个区域的各个节点的电压，保证区域电力系统的电压安全性。预测无功电压控制结合功率，在无功电压控制中引入功率预测的结果，结合不同无功设备的响应情况，利用调节设备调节系能源场站的无功电压，对于动态调节设备发挥补偿作用，保证在暂态过程中，系统也可以支撑电压的运行。

3.3 控制电网调度

优化新能源并网的关键技术，还需要加强管理新能源发电并网，科学、系统的控制电网调度，可以保证新能源得到充分的利用。有效的控制各个机组的实际工作运行情况，加强配合各个机组运行，保证区域电网的功率和功能，这就利用联络线频率偏差控制技术。利用自动发电量控制教师，调度新能源并网系统，并且可以检测和控制有功功率和无功功率。使电网运行的安全性和稳定性不断提高，可以在电网当中接入安全控制系统，设置电网安全防御系统，负责维护电网的安全性和稳定性，可以准确的处理各种干扰因素，避免电力发生损伤问题，避免发生预防电力事故。

3.4 解决间歇性和波动性的措施

发生间歇性和波动性主要是因为自然环境的影响，虽然自然环境因素我们无法有效的控制，但是可以控制除在自然环境中的设备。首先可以提出具体的并网技术要求，其次调整电网的调节能力，使整个电量的接纳能力由此加强。最后针对出现损坏的新能源设备，需要在新能源设备当中增添无功补偿的能力。

3.5 解决谐波现象的措施

电子设备中存在问题可能会引发谐波问题，其中包括风力发电机问题和风力电机电容补偿器限流问题，可以避免发生这些问题。可以尽量减少单独电量升高的问题，使风速由此降低，利用各种风机混合设备，改进电网系统当中的谐波过滤装置，可以结合实际情况利用动态无功补偿装置和静止无功布补偿装置。

3.6 解决孤网问题的措施

电网失压的时候就会产生孤网问题，因此在带你网中并入新能源系统之前，相关部门需要调控整个电力系统，加强把关和审核电力调度，利用手段控制整个电网。

4 结束语

通过以上综合的论述，新能源发电并网会影响到电网电能质量，同时也会威胁到电力系统的正常运行，为了保证我国电力系统的稳定性，相关工作人员需要不断改进技术标准，为广大群众提供稳定性电力资源。