新能源并网对电能质量的影响

杜德贵

摘要：随着各领域的进步，对能源的需求也越来越大。随着化石能源的减少和人们环保意识的提高，中国开始关注新能源的发展。目前广泛使用的新能源有风能、太阳能、地热能，但新能源发电存在受环境影响、不稳定、易断等缺点。在此，研究了太阳能发电和风力发电的界限以及同时设置的可能性。

关键词：新能源并网;电能质量;影响

引言

当前，我国传统的能源结构已经无法满足当前可持续发展的要求，而新能源的开发与利用成为当前能源战略目标的首要任务。以太阳能、风能资源为例，应用先进的技术，能够实现太阳能、风能向电能资源的转化，进而满足用电需求，实现电力网络的快速发展。新能源并网虽然实现了能源多元化，但是，对电力系统中的电能质量产生了一定的影响，因此，必须要采取必要的优化措施，提高新能源并网的应用效果。

1新能源并网对电能质量影响的具体表现

1.1对电压的影响

光伏发电利用太阳辐射的光能和热能发电，易受到光照和温度等因素的影响。在不同的时间不同的地点，由于光照和温度不同，导致发电功率发生较大变化，引起电压的改变。风力发电是利用风力机组将风流动的动能转化为电能，受风力条件影响较大。为了减少这种影响，一般将风力发电厂建立在风速较大相对稳定的地点。电压产生波动和闪变的主要原因是输出功率的影响。在电力系统中，新能源机组会在开启、停止的运行过程中产生波动，电网同样也容易产生闪变和波动。闪变和波动程度与电网的短路容量比有关，因此需选用合适的线路阻抗比，并且使用电能质量抑制器减少对电力系统的冲击。

1.2对电能频率的影响

电能频率稳定是衡量电网安全平稳运行的一个重要指标。民用和工业用电有不同的频率要求，是居民正常用电和安全生產的保障。频率异常在电网的实际应用中并不多见，在发电机容量较低时，对电能频率的影响较小。但是，在新能源机组大规模并网后，新能源的发电量比例大幅增加，电网中会出现频率的变化，给电网的安全使用带来隐患。以目前最广泛使用的风力发电举例，风电厂功率波动符合某一函数关系，很小的频率改变都会对电网造成冲击。如果机组穿透率为18%，那么最大频率偏差会接近极限值。要想尽可能减少新能源发电机组发电对电网的冲击，又要提高使用新能源发电的比重，必须重视风力发电和光伏发电本身的间歇性问题，合理调整，降低其对电网的不良影响。

1.3对电网谐波的影响

新能源发电站的运行会受到自身和外界的影响，易出现电压电流谐波，影响电网的电能质量。由并网光伏发电特性可知，光照强度、阴影变化、浮云阴影问题都会导致发电功率的变化，会出现谐波污染和电压波动的问题。此外，在新能源发电过程中，由于发电机组自身的原因也会产生一定的谐波畸变。为了实现直流电到交流电的转换，光伏发电系统中会大量使用电子换流器，但这样会产生电流谐波畸变。这些谐波电流的波形不稳定，电抗器和电容器本身的谐振规律会加重其畸变的程度。同样，在风力发电系统中也存在电抗器和电容器，而电容和电抗的相互作用产生谐波畸变。以上这些原因导致的谐波电流电压畸变，给电网的安全稳定运行带来了隐患。

1.4对电网运行的影响

在新能源并网前，我国的电力系统是单电源模式。新能源作为电源接入电力系统后改变了这一现状。新能源和常规能源的相互作用影响电网的稳定性。在新能源比重逐渐加大后，增大了电网发生故障的几率，也增加了继电器保护电路的难度，发生故障时无法准确快速地做出保护动作，甚至扩大故障范围，所以必须改善电网架构。

2提升新能源并网电能质量的相关措施

2.1协调控制储能与新能源

由于新能源并网后对电力系统电能质量产生了一定的影响，因此，为提高电能质量，有关部门与人员需要协调控制储能与新能源。主要从以下方面来进行：①加强对储能与大面积新能源发电整合、并网的管理与控制，在一些特殊的环节，需要做好相应的协调控制工作，积极在相关领域分散控制管理模式的推广，保障新能源能够发挥其应有的作用，实现电力网络的多元化。②加大在专业储能技术方面的投入，主要从加强新能源电网的管理着手，比如，积极推广与应用新能源发电装置，优化相关的发电装置，升级风电与光电的爬坡率，避免新能源并网中相关的限制。

2.2无功电压控制

新能源并网条件下，无功电压控制的实施，能够在一定程度上实现良好的电能质量控制。当前，我国电力系统的无功电压管控方面，新能源并网逐步朝着分区域、分层次与就地平衡的趋势发展。无功电压相关装置的管理上，相关部门需要结合电力系统电能质量的要求，科学进行无功装置的选择，保障多种无功设施能够实现良好的协调与配合，避免各种设备之间存在功能的差异性，将多个环节点电压控制在合理的范围内，保障在整个新能源并网电力系统的运行过程中，这些无功装置、设备设施能够发挥其应有的作用，实现良好的无功电压控制，提升电力系统运行的稳定性与安全性。在新能源并网电力系统无功电压的控制上，需要从以下方面来进行：①无功电压的管理与控制与功率计算之间存在着紧密联系，相关人员需要结合二者之间的关系，采用相关的无功设施内部响应机制，发挥静态与大容量调换设施的作用，将间歇性新能源场中的无功电压加以科学管理，必要情况下，可以应用小幅波动的动态装置，提升新能源并网电力系统运行的稳定性与可靠性。②将新能源场站群管理与无功电压管理相结合，提高新能源并网电力系统的电能质量。

2.3电网调度控制

新能源并网作为当前电力系统完善的一个重要措施，逐步成为电力系统优化的重要途径。但是，由于新能源并网会对原有电力系统的电能质量产生一定的影响，因此，要最大程度上减小这种影响，相关部门必须要结合新能源并网电力系统运行的具体情况，加强对电网调度的控制，尤其是要加强在并网流程方面的管理与控制，使得在电力系统的运行过程中，能够充分应用系统性的电网调度，提高新能源发电的效益。在电网调度的管理与控制方面，相关部门与人员需要保障所有的设备设施处于正常的运行状态下，使得各种设备可以在电力系统内，发挥其应有的作用。当前，在新能源并网电力系统的电网调度控制方面，有关电力企业逐步应用了联络线频率偏差掌控技术，该种技术的应用，大大提升了新能源并网电力网络的稳定运行。

2.4加强电能质量控制，完善相关的技术标准

新能源并网电力系统的运行中，存在着诸多的干扰因素，这些干扰因素的存在，严重降低了电能质量。因此，相关人员在日常的工作中，需要加强对相关干扰因素的分析，在新能源并网系统内，严格对这些干扰因素的控制，保障电网系统能够得到最为有效的控制与管理。具体来说，在电能质量的控制、技术标准的完善上，主要从以下方面来进行：①电压闪变与波动的控制上，需要结合电能质量的要求，在电力系统中，安装相应的电力滤波设备与装置，这些设备的应用，在并网系统内，能够在一定程度上引发电压的浮动，随后借助于相应的动态电压恢复装置，使得电网系统能够维持其正常的运行状态。②谐波的控制上，可以应用静止无功补偿设备的应用来实现。

结语

随着全球能源结构的调整，以太阳能、风能、潮汐能为代表的新能源受到人们的高度重视，部分地区已实现替代传统能源供应的局面。当前，我国新能源技术领域还处于发展阶段，在实际技术应用中还存在一些问题，制约了行业的正常发展。

参考文献

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