新能源并网对电力系统电能质量影响的分析

李盈枝 张卫正 王佰淮

摘要：中国传统能源结构已不能满足当前可持续发展的要求，新能源的开发和利用已成为战略能源目标的重大挑战。以太阳能和风能资源为例，先进技术的应用可将太阳能和风能转化为电能资源，满足能源需求，实现电网的快速发展。新能源的整合导致能源的多样化，但在一定程度上影响电气系统的电气质量，必须采取必要的优化措施以提高新能源整合的应用效率。

关键词：新能源;并网;电力系统;电能质量;影响;分析

1导言

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。

2新能源并网对电力系统电能质量的影响

2.1新能源发电并网给电压带来的影响

2.1.1对馈线稳态电压的影响

电力系统的运行过程中，电压的调节往往需要通过专有的设备来实现，比如，有载调压变压器分接头的改变、投切电容器，能够使得电压符合电力系统稳定运行的需求。新能源并网以后，电力系统中的新能源发电往往占据了较大的比例，这种情况下，当发电功率存在较大的波动时，电力线路中的负荷也会随之发生一定的变化，此时，如果依旧采用传统的调压方式，往往难以保障电压的质量。在电压调节过程中，必须要结合电力系统的运行需求，进行调压方案的改变，保障新能源发电良好的电压控制效果。一般情况下，电网与新能源发电站往往存在着公共衔接点，在此衔接点，接入电网短路容量、输电线路阻抗、新能源发电穿透功率都会对电压稳态产生一定的影响，因此，新能源并网对电压的影响，需要通過对这些因素的控制与调节来实现，以保障良好的电压稳定性。

2.1.2对电压波动、闪变的影响

与传统的发电方式相比，新能源发电具有特殊性，其随机性、波动性与不确定性明显，这种情况下，新能源并网使得电力系统的控制更为复杂，电能质量的管理也就更为艰难。新能源并网以后，存在着一些不可控电量，这些电量的存在，会对原有的电网系统产生一定的电流冲击作用，引发电网的剧烈波动、闪变与频率偏差，甚至会出现馈线潮流的变更，引起严重的电网运行问题，使得电力系统的电能质量难以保障。如果电网的调峰容量降低到最低限值以后，电力系统的可靠性大大降低。

2.2新能源发电并网给频率带来的影响

与普通的发电方式相比，新能源发电的随机性明显，一旦在新能源并网以后，电力系统的总体发电容量，超过了系统原有的限定，就会引发电力系统内电网频率的较大波动，降低电力系统供配电的整体质量。比如，以风力发电为例，风电场功率的波动，会直接对电力网络产生一定的影响，如果将这种影响转化为相应的传递函数，在该函数模型内，往往包含了风电场输出功率波动、火电机组转速变化，通过建立相应的评估模型，可以获得影响电网稳定运行的频率范围。

3提升新能源发电并网质量的措施

3.1优化储能及新能源的协调控制

首先，在管理和控制储能及新能源整合发电的环节中，个别规划中将分散式控制管理模式及协调控制分别设置为主要和次要管理方向，实现了一定的优化。同时，也可引入与风险约束相关的广域协调调度方式。其次，新能源并网后，通过储能与大规模性能源联合发电系统的综合利用，在促进风电、光电爬坡率得以实现优化的基础上，尽可能地满足国家规定的新能源并网中风电、光电有功功率变化。针对储能充电、放电行为因光电、风电功率波动产生变化的情况，可引入超前控制方式，在光电、风电功率短期波动方面能够达成一定的控制成效。在合并蓄电池与超级电容的基础上形成储能，能在一定程度上抑制不同时期新能源的输出功率。尽管上述方法因实用性、经济性等综合因素影响的缘故，尚未全面投入实践应用中，但其本身具备不可忽视的优势，拓展了新能源并网后优化电能质量的新思路。

3.2合理控制电能质量

新能源并网后难免会影响电力系统，此时应以电能影响的具体内容为根据，做好电网系统设备完善工作。通过优化布局和设计电力系统，针对闪变及波动易发位置做好电力滤波器的加装，控制电压波动处于标准范围内，从而为其运行稳定性提供保障。

3.3电网调度控制

在确保电网调度控制科学性和系统性的同时，加大新能源的利用程度。以负责发电计划、实时协调及自动控制发电量的各个机组为对象分析其运行情况，引入针对性的控制措施，能使各机组实现更密切地配合，平衡区域级电网功率。该过程中，一般都应用了联络线频率偏差控制技术。结合自动发电量控制技术、电压无功功率自动控制系统，向新能源并网系统下达调度指令，监测、控制系统无功功率及有功功率。要想实现电网的稳定、安全运行，需要在电网中接入安稳控制系统并作为电网安全防御体系之一，在联合继电保护装置的基础上，最大限度地控制后续可能出现的各类干扰及影响因素，在避免电力受损的同时，还能消除发生电力事故的可能性。

4结论

综上所述，新能源并网后，发电系统尽管能将人们用电需求有效满足，然而因新能源供电体系存在间歇性及不确定性问题的缘故，原有电网系统电能质量难免会受影响，如电压不平衡、电压波动等。因此，有必要探讨新能源发电并网质量的优化措施。此时，通过优化储能及新能源的协调控制、完善相关技术标准、合理控制电能质量、电网调度控制、无功电压控制等措施的开展，即可最大限度地消除电网系统受影响的情况，不仅能实现更稳定、安全的运行，且能大幅优化电能质量。

参考文献：

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