论新能源发电并网对电网电能质量的影响研究

洪楠

摘 要： 随着国家对电能需求的不断增大，单纯依靠化石燃料进行燃烧发电已经不能满足日益增长的用电需要，因此科研工作者积极探索新能源发电模式，利用其无污染可再生等优势，在解决人们用电需要的同时改善生态环境。但是新能源发电就目前技术来说还不够完善，在发电并网过程中对整体电能质量会产生一定的影响。本文旨在通过对新能源发电并网的特征以及对电网电能质量的影响进行分析研究的基础上提出相应的解决措施，以期对相关从业者的实践活动提供理论借鉴。

关键词： 新能源发电并网;电网电能质量;特征;措施

可再生能源发电技术已经成为当今时代十分具有开发潜力的技术项目，其中风力发电和光伏发电等分布式发电技术对于满足我国整体的用电需求起到了重要的作用。但是可再生能源发电技术不可避免要面临并网状态，为最大限度上保障可再生能源的发电利用率，并网系统要合理控制相关策略，从而在保证最大输出的基础上达到对电网电能质量影响的最小化。即使在这种策略控制下，由于风速或光照强度等动态波动变化因素的不断改变，使得新能源并网发电站的输出功率存在着较大波动，这种间歇性的功率波动对整体的电能质量会造成不利影响。新能源发电系统在并网设置时往往会采用电力电子装置，就会不可避免的产生电压电流谐波，从而使变流器产生附加谐波电流，从而在很大程度上会影响电网频率波动和稳定性。

1 新能源发电并网的特征和类型

1.1 新能源并网发电的特点

新能源发电对于解决传统的能源稀缺问题和保护生态环境具有十分重要的意义，但是与传统的能源发电相比来说，新能源本身具有间歇性特点。风能和太阳能在作为主要发电能源时，发电设备对于风能和太阳能的需求量是十分巨大的。但是特殊季节或者天气情况下光照和风力往往会出现变化，这就会很大程度上导致发电设备无法满负荷运行，也就意味着无法制造出大量的电能来输送到公共电网中，最终对整体的电动质量产生不利影响。

1.2 新能源并网发电的类型

随着经济社会的迅速发展，传统的能源发电给人类社会生态环境造成了严重的破坏。因此新能源发电逐渐成为新的环保趋势，能源并网发电形式也逐渐得到了推广。目前阶段新能源并网发电的类型主要有风能发电、太阳能发电以及水力发电等。随着科技条件的不断进步，更多类型的新能源发电形式也会逐渐出现，这些都对人们的生活和社会进步产生了十分重要的影响。

2 新能源发电并网对电网电能质量产生的影响

2.1 对电网频率的影响

传统电力系统运行过程中出现频率异常的概率是很少的，根据相关并网光伏频率变化数据可以知道，即使光伏发电站容量较小时，也可以允许多台机组投切，而不会出现电网频率受限的情况。而在新能源发电站的发电容量占电网内总量比例逐渐增大时，由于新能源发电机出力的随机性，就可能导致整个电网系统频率出现波动，由此对用电用户或整个电力系统的正常运行产生不良的影响。根据相关实验数据并建立风电功率波动对电力系统频率的评估模型后，我们可以得出0.01～1.0Hz的功率波动对整个电网系统的影响最大。

2.2 新能源发电的间歇和波动性对电能质量的影响

根据当今的实际情况来看，大部分的新能源发电都存在着间接性和波动性缺陷。以风力发电为例，风能本身的不稳定和季节性特点，就使得变电站产生的电能也就会随之出现间接性和波动性状态，进而使得新能源在发电并网过程中对电能的整体质量产生不良影响。对于这类新能源电能来说其控制手段比较复杂而且难以实现，在控制过程中还会产生电能冲击会直接导致电量频率紊乱，进而出现电力供应偏差或者电网闪变故障。为了有效改善这种故障情况，就需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在一个较低的范围内。还要不断提升电网对于电量的接纳能力，不断调整将电网的电量峰值调整到合理的数值范围内，从而保证电网的稳定运行。并且在新能源发电并网过程中，动态无功功率和功率调整对于并网的影响是十分重大的，因此在新能源并网发电的系统中，无功补偿功能也是普遍存在的。

3 改善新能源发电并网对电网电能质量影响的措施

3.1 统一新能源发电并网标准

根据相关实践可以得知当前情况下，我国对于新能源的发电并网标准不够统一，相关的规定条例还不完善。相关技术人员对于整个电力系统的稳定性和新能源并网发电会产生的负面影响掌握程度不够，并且对于系统的电网调度以及影响电网输电整体质量的因素都无法做出科学的解释和并制定应对措施。因此相关部门和机构要系统完善风力发电和光伏发电的相关设施，严格管理逆变器和控制器。在运行过程不断加强技术方面的研究进度，并且针对新能源发电并网过程中可能出现的故障提出科学有效的解决措施。最后要不断统一各地多样的并网标准，明确新能源发电并网准入门槛，并规定相关部门严格执行并网标准，从基础条件保证新能源发电并网的安全性和有效性。

3.2 应对波动性和间接性的解决措施

新能源发电的波动性和间接性是由自然因素所决定的，我们虽然不能改变自然条件，但是我们可以通过发电设备的改进弥补这项缺陷。首先对于发电并网的新能源设备要不断调试，使其适应现有并网技术性能条件。其次对于整个电网来说，要不断加强电网对于用电和输电峰值的调节能力，从而改善电网对波动性间接性电能的整体接纳能力。此外相关的新能源发电系统中，必须要具备有功功率调节和无功功率调节的功能，最大限度上降低新能源电能波动性对整体电能质量的影响。最后新能源设备必须要具备无功补偿功能，来规避风力发电和光伏发电過程中没有功率还在继续运转的损耗。

4 结语

新能源发电由于受自然和技术条件的限制，对整体电网的电压电网频率以及谐波状态产生了一系列的不利影响。因此相关部门要不断改进技术条件，以弥补新能源发电的自然条件缺陷。

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