新能源對城市電網的影響

鄂宇航

（廣州供電局有限公司，廣州 510620）

隨著新技術的研發，各國都在加緊腳步發展新能源，因為新能源的開發和利用關系到一個國家的未來。在我國，可以形成產業的新能源有水能、風能、太陽能、地熱能和生物質能等。因為這些新能源都是清潔能源，無污染、可再生，所以新能源的開發和利用對我國城市電網有很大的影響。然而，在開發過程中會出現一系列的問題，針對這些問題，我國已經采取了相應的措施去解決。本文將簡介新能源，并闡釋其對我國城市電網的影響。

1 新能源的定義

新能源又被稱為非常規能源，是指人們不熟知的能源，例如：煤炭、鋼鐵能源以外的各種能源形式。換言之，新能源可以定義為那些將要被開發或是剛開始開發、研究的能源。這些能源還未能廣泛運用，但正在逐步推廣中。這些能源包括：太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。隨著常規能源的緊缺和工業發展對環境的影響日益嚴重，非常規能源的開發和運用變得更重要，同時也得到了各個國家的高度重視［1］。

在中國，暫時可以用于開發的新能源有水能、風能、太陽能等。我國正逐步將風能、水能和太陽能用于發電，新能源的開發和利用對我國電網的發展有著至關重要的作用［2］。

2 新能源對城市電網的影響

無論是風力發電還是光伏發電，都屬于分布式發電技術。目前分布式發電技術是最為先進、發電潛力最大的可再生發電能源技術。為了使其功效發揮到最大、利用率盡可能高，在并網發電系統中都會采用適當的控制策略。一般將新能源用于發電時，會出現發電站輸出功率波動較大的問題，這些間歇性的波動會對電網造成一定的傷害，這也是新能源引入電網過程中遇到的最大難題之一。

2.1 新能源發電對電網電壓的影響

在電力系統中，如果想要調節電壓，通常情況下會采用投切電容器和調整有載調壓變壓器的分頭和接頭的辦法。沒有特殊情況，一般不會配備其他的調壓設備，如果新能源能夠成功地應用到電網操作中，新能源發電站的功率就會有明顯大的波動，這種波動還會導致線路的負荷潮流波動，加大電網工作的負擔，使電壓調整等工作變得尤為艱難，如果繼續使用原有的調壓方案，很容易會出現事故，原有的電壓方案也無法滿足新能源加入后的要求，因此，設計一款適合新能源發電站接入的電網是十分必要的［3］。

2.2 新能源發電對電網頻率的影響

電力系統的運行過程中很少發生頻率異常的狀況，當光伏發電站電量較小時，即使多臺機組同時進行投切也不會使電網頻率越限。當新能源發電站電量在電網總電量的比例上升后，可能造成電網內的頻率波動頻繁，給用戶和電網系統帶來嚴重的后果。電場功率的波動會對整個電網形成一個火電組轉速變化和風電輸出的傳遞函數。新能源的發電機組穿透率的極限是18%，為適應新能源接入電網發電，要全面考慮新能源發電的波動與間歇的特點，結合電網運行新能源的發電功率［4］。

2.3 新能源發電對電網諧波的影響

新能源發電站主要由并網光伏發電站和并網風電場兩種組成。光伏逆變器相關的物理特性和并網光伏電站運行期間產生的電諧波，以及光照強度的改變帶來的輸出功率間歇性的變化會導致諧波污染，在電力較少的凌晨，電諧波變率增大，中午電諧波的變率有突然增大的趨勢。要研究的風電場發電機組都為全功率的變速機組，電諧波的大小主要由調制的方式及開關的頻率決定。為了區分新能源發電站承擔諧波的區域，要根據系統和負荷參數來具體確定諧波阻抗，進而估算用戶諧波電壓發射的水平。根據用戶和背景諧波變化對電流、電壓的影響，制定一種以用戶主導波動挑選諧波發射水平的方法。在研究新能源的電網時，正確的對配電網和新能源發電站進行區分，有利于監測并治理新能源發電站產生的諧波污染。

3 結論

新能源用于電網發電的確會帶來許多好處，一方面，通過使用新能源可以減輕對不可再生資源的開采，緩解了煤炭等傳統能源的壓力。另一方面，使用新能源后，還能減輕環境污染以及能源開采對自然的破壞。無論從哪個角度講，使用新能源發電都是利大于弊的，這也是未來能源發展的趨勢，所以我國必須要加大力度開發使用新能源，使新能源的利用逐步完善、成熟。然而，在使用新能源發電的過程中也會出現許多問題。由于這些問題的存在，導致我國使用新能源發電的技術還不夠完善，在這些棘手的問題當中，最為突出的就是使用新能源發電時會導致發電站的電壓有大幅度的波動。發電站電壓的變動看似不是大問題，實則關系著整個發電站的發電效率和安全，因此必須要提高警惕，解決好這一問題。

［1］ 徐華，鄒宏亮.基于狀態空間和熵權的城市電網可持續發展研究［J］.華東電力，2011，12（11）:1985-1988.

［2］ 許超.關于城市電網建設存在的問題及其發展前景分析［J］.電源技術應用，2013，7（30）:177-179.

［3］ 李有安，陳華芳，趙法起.短路電流對城市電網穩定運行的影響及其控制［J］.山東農業大學學報（自然科學版），2010，10（22）:143-145.

［4］ 王波，常杪，李宗軒，等.中國城市新能源發展決策支持指標體系構建及應用［J］.可再生能源，2013，11（22）:141-144.