新能源并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響

劉 娜

(黑龍江特通電氣股份有限公司，哈爾濱 150028)

光伏發(fā)電技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，具備大規(guī)模開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的前景。新能源在并網(wǎng)過(guò)程中會(huì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)造成一些影響，主要表現(xiàn)在電網(wǎng)頻率、諧波等方面的波動(dòng)，造成電壓不平衡等問(wèn)題。這些問(wèn)題的產(chǎn)生會(huì)給正常的電力生產(chǎn)帶來(lái)沖擊，影響電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行。通過(guò)分析新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響，探索新能源發(fā)電對(duì)電力行業(yè)的積極影響。

1 新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響

1.1 新能源并網(wǎng)對(duì)電壓方面的影響

新能源發(fā)電主要是依靠太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源，這些能源能夠循環(huán)使用，在自然界中廣泛存在。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)受光照的影響較大，白天與夜晚的發(fā)電量相差很多，夜晚接受不到光照，幾乎不產(chǎn)生電能，在光照照射強(qiáng)度較大的地區(qū)，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間接受光照，生成的電量較多，而在光照時(shí)間較短的地區(qū)，發(fā)電量則相對(duì)較少，這種差別會(huì)導(dǎo)致發(fā)電輸出功率波動(dòng)較大，使電壓變化較大，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。風(fēng)力發(fā)電廠會(huì)選擇風(fēng)力較大的地區(qū)，會(huì)受到風(fēng)速的影響。風(fēng)速的變化很容易造成風(fēng)力發(fā)電功率波動(dòng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在采用新能源發(fā)電過(guò)程中，會(huì)在開(kāi)始、工作和停止的過(guò)程中出現(xiàn)變化，導(dǎo)致輸出功率的變化，影響電壓的輸出。這種波動(dòng)很容易給電力系統(tǒng)帶來(lái)壓力，發(fā)生電壓的波動(dòng)事件。電網(wǎng)的并網(wǎng)短路容量值越大，電壓的波動(dòng)就越小。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在電壓變化過(guò)程中，通過(guò)制定科學(xué)合理的防范措施，可保證新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

1.2 新能源并網(wǎng)對(duì)穩(wěn)壓系統(tǒng)的影響

新能源發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電不同，明顯的差別因素是受到外界的干擾更多。新能源會(huì)受到很多條件的制約，導(dǎo)致輸出的電壓變化范圍更大，對(duì)并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)產(chǎn)生更大的影響。輸出功率的變化會(huì)對(duì)新能源容量的調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定影響，也對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)節(jié)帶來(lái)很大干擾。當(dāng)前，電力系統(tǒng)都是運(yùn)用切電容器和LTC調(diào)壓接頭控制電壓，這種操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)后的安全運(yùn)行，容易對(duì)電壓產(chǎn)生波動(dòng)。在新能源并入電力系統(tǒng)后，這種不良的調(diào)壓方式會(huì)帶來(lái)很多隱患，常見(jiàn)的有減少輸出電壓值，用電質(zhì)量下降，對(duì)電力系統(tǒng)的安全帶來(lái)不利影響。要在并網(wǎng)過(guò)程中保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和調(diào)節(jié)，科學(xué)安排電力系統(tǒng)的調(diào)壓結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)。

1.3 新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)頻率的影響

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，只有電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，才能保證正常的生產(chǎn)生活秩序，為人們提供安全高效的用電。在經(jīng)過(guò)一系列的用電頻率檢查中發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能發(fā)電的容量占比波動(dòng)較小時(shí)，電網(wǎng)的使用頻率正常；在發(fā)電容量發(fā)生較大變化時(shí)，電壓的穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生明顯變化，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定影響，很容易帶來(lái)一些安全隱患。使用風(fēng)力資源進(jìn)行發(fā)電，其運(yùn)行過(guò)程中容易產(chǎn)生一些功率波動(dòng)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生很大影響。應(yīng)該最大限度的減少新能源在并網(wǎng)時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的影響，滿足安全運(yùn)行的需要，克服新能源發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響，保證電力系統(tǒng)的安全使用。

2 新能源并網(wǎng)對(duì)諧波的影響

新能源發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)火力發(fā)電廠相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。火力發(fā)電廠的建成年代較早，技術(shù)革新比較緩慢，造成整體設(shè)備技術(shù)落后，帶來(lái)環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。新能源發(fā)電系統(tǒng)在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，也存在著一些問(wèn)題，如太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電并網(wǎng)后，會(huì)出現(xiàn)輸出功率不穩(wěn)現(xiàn)象。具體原因包括以下幾點(diǎn)：首先，是電壓波動(dòng)的影響。新能源在并網(wǎng)后會(huì)以電源的方式提供電能，會(huì)在新能源發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生一些波動(dòng)，嚴(yán)重影響電壓的穩(wěn)定，致使電壓產(chǎn)生一些波動(dòng)。其次，是輸出功率的影響。太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)主要依靠當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，如果陽(yáng)光照射比較強(qiáng)烈，發(fā)電量相對(duì)較大，這是發(fā)電并網(wǎng)的位置與容量決定的，如果并網(wǎng)的容量太大，就會(huì)加大輸出的功率，能在并網(wǎng)處達(dá)到最大的功率，增大電路電壓，使其超過(guò)正常供電范圍，產(chǎn)生潮流的倒向流動(dòng)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)有較大的影響。最后，是諧波的影響。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)采用電子換流器進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，它的主要作用是變電功能，必須將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的綜合利用，但經(jīng)常會(huì)發(fā)生并網(wǎng)后產(chǎn)生較大的諧波電流，同時(shí)具有不穩(wěn)定性，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量造成一定的影響。

3 新能源并網(wǎng)對(duì)電壓的影響

當(dāng)前我國(guó)的新能源發(fā)電量逐漸增多，部分地區(qū)開(kāi)始逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火力發(fā)電，為能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整做出了突出貢獻(xiàn)。新能源以清潔環(huán)保的優(yōu)勢(shì)受到人們的認(rèn)可，成為能源領(lǐng)域的重要組成部分。國(guó)家相繼出臺(tái)眾多的扶持政策，積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，一些地區(qū)使用單電源放射型系統(tǒng)，會(huì)對(duì)新能源發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)后產(chǎn)生一定的影響。要強(qiáng)化對(duì)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度地避免各種問(wèn)題的發(fā)生。可以通過(guò)安裝過(guò)流保護(hù)設(shè)備，防止產(chǎn)生過(guò)高的壓強(qiáng)，避免發(fā)生安全事故。合理地監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，充分保證新能源并網(wǎng)后的高效運(yùn)行。使用繼電保護(hù)器能夠較好的觀察到運(yùn)行線路發(fā)生的問(wèn)題，監(jiān)控電流的變化情況，加強(qiáng)運(yùn)行的安全管理，提高技術(shù)測(cè)量的精準(zhǔn)度。

4 改善新能源的主要措施

4.1 合理控制電能質(zhì)量

新能源并網(wǎng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)該根據(jù)對(duì)電能影響的內(nèi)容，完善電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備。全面優(yōu)化電力系統(tǒng)的布局和設(shè)計(jì)，在電力系統(tǒng)容易發(fā)生閃變和波動(dòng)的情況下，及時(shí)加裝電力濾波器，以保證并網(wǎng)后的穩(wěn)定運(yùn)行，使電壓波動(dòng)在合理范圍之內(nèi)，加裝壓恢復(fù)器能夠提高穩(wěn)定性，最大程度地減少諧波的影響，還可以安裝靜止無(wú)功補(bǔ)償器，以減輕諧波的干擾。

4.2 加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理

新能源發(fā)電技術(shù)的推廣帶動(dòng)了電力行業(yè)的整體發(fā)展，在行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)技術(shù)性能指標(biāo)做出明確的規(guī)定，保證行業(yè)的技術(shù)規(guī)范。應(yīng)該加強(qiáng)在技術(shù)方面的研究，保證新能源發(fā)電并網(wǎng)的技術(shù)支持，編寫行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少并網(wǎng)后對(duì)電力系統(tǒng)的影響。從業(yè)者應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)在日常工作中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，學(xué)習(xí)研究電力系統(tǒng)并網(wǎng)后的技術(shù)規(guī)范，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的智能化建設(shè)，全面監(jiān)控新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，優(yōu)化系統(tǒng)布局的技術(shù)設(shè)計(jì)，最大程度地減少諧波和壓波的影響，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，推動(dòng)新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能為代表的新能源受到人們的高度重視，部分地區(qū)已實(shí)現(xiàn)替代傳統(tǒng)能源供應(yīng)的局面。當(dāng)前，我國(guó)新能源技術(shù)領(lǐng)域還處于發(fā)展階段，在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中還存在一些問(wèn)題，制約了行業(yè)的正常發(fā)展。應(yīng)該高度重視新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的技術(shù)管理，把握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)新能源并網(wǎng)發(fā)電的智能化運(yùn)行，持續(xù)加快建設(shè)新能源發(fā)電設(shè)施，減少傳統(tǒng)火力能源發(fā)電的環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為人們提供更加清潔環(huán)保的能源。