新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

尹馨

中國電建集團(tuán)吉林省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司 吉林 長春 130022

在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的時(shí)代，環(huán)境污染問題也成為全球各個(gè)國家重點(diǎn)專注的內(nèi)容，采用傳統(tǒng)的發(fā)電方式不僅難以滿足當(dāng)前社會發(fā)展的需求，還會給環(huán)境帶來無法挽回的損失，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。而運(yùn)用新能源發(fā)電則能很好地解決上述問題，既能夠減少環(huán)境污染，同時(shí)也能滿足社會發(fā)展需求，緩解我國化石能源利用不足的情況，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。但是，目前新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中，對電網(wǎng)電能質(zhì)量還是會產(chǎn)生一些副作用，急需要采取相關(guān)措施進(jìn)行改進(jìn)，提高新能源發(fā)電的效率。由此可見，在當(dāng)前新時(shí)期社會背景下，深入研究新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，具有非常深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。

一、新能源并網(wǎng)發(fā)電的概述

（一）類型分析

新能源包括太陽能、地?zé)崮芤约吧镔|(zhì)能等等，通常需要借助外在技術(shù)才能對這些新能源加以開發(fā)與利用。而新能源發(fā)電就是指電力公司在新技術(shù)的支持下運(yùn)用這些新能源進(jìn)行發(fā)電的過程，而新能源發(fā)電的類型通常包括：水力發(fā)電，其能量轉(zhuǎn)換過程通常是：水能—機(jī)械能—電能，我國的水資源非常豐富，因此水力發(fā)電運(yùn)用非常廣泛；太陽能發(fā)電，通常包括太陽能煙囪發(fā)電、光生物發(fā)電、光伏發(fā)電以及塔式發(fā)電等等；地?zé)岚l(fā)電，地?zé)崮芨鶕?jù)儲存形式的差別，資源類型有所不同，被利用較多的一般是蒸汽型與熱水型，其發(fā)電問題且不受自然環(huán)境影響。除此之外，還有風(fēng)能發(fā)電、海洋能發(fā)電等等。

（二）特點(diǎn)分析

隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們對于新能源的開發(fā)與利用也越來越重視，想要緩解能源供應(yīng)緊張的局面，不僅需要提升人們的節(jié)約用電意識，更要積極運(yùn)用新能源發(fā)電方式，以確保滿足社會發(fā)展需求，促進(jìn)生態(tài)友好環(huán)境建設(shè)。在新能源發(fā)電并網(wǎng)的過程中，其隨機(jī)性、波動性的特征非常明顯，比如風(fēng)能發(fā)電時(shí)，會受到風(fēng)速、風(fēng)向的影響，呈現(xiàn)出季節(jié)性的特征，同時(shí)還會受到一定的地域影響。而光伏發(fā)電的影響因素則主要是天氣，其出力程度會隨著天氣的不同而呈現(xiàn)出強(qiáng)弱的區(qū)別，同時(shí)還會受到光照強(qiáng)度與溫度的影響。由此可見，新能源發(fā)電有利有弊，需要合理運(yùn)用才能將其作用發(fā)揮出效用最大化。

二、新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

（一）對電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的影響

在新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中，作為必要發(fā)電設(shè)備的電力電子裝置具有非常重要的作用，但是其本身的特殊構(gòu)造在一定程度上就會對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響，從而導(dǎo)致出現(xiàn)直流分量與諧波的問題，難以發(fā)揮新能源發(fā)電的作用與價(jià)值。除此之外，在光伏發(fā)電并網(wǎng)中，由于天氣、光照強(qiáng)度與溫度的等種因素的影響，也會導(dǎo)致相同的電流諧波問題，比如諧波畸變與污染，造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，并對電網(wǎng)中電能質(zhì)量造成損害。如果電網(wǎng)諧波問題不能及時(shí)被解決，就會使電能質(zhì)量受到一定的影響，嚴(yán)重的話有可能還會出現(xiàn)癱瘓故障。

（二）間歇性與波動性發(fā)電

在新能源發(fā)電并網(wǎng)的過程中，風(fēng)能發(fā)電也占據(jù)著不可或缺的地位，其影響因素主要是風(fēng)力的大小與強(qiáng)弱情況，擁有很強(qiáng)的間歇性、波動性以及不可控性，如果沒有進(jìn)行合理的控制與體征，就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)電壓波動與閃變問題，造成發(fā)電電量不穩(wěn)定的情況，影響正常的用電需求。另外，風(fēng)速的變化還具有隨機(jī)性，想要通過人為因素來改變這一情況也非常難，無法對其進(jìn)行有效的控制，如果風(fēng)電場電壓驟然降低，就會造成電力系統(tǒng)的瞬間故障，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還會對電力操作人員帶來安全威脅。

（三）導(dǎo)致孤島現(xiàn)象

孤島現(xiàn)象在新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中也是極易出現(xiàn)的問題，其產(chǎn)生的原因主要是，當(dāng)電網(wǎng)失發(fā)生壓時(shí)，新能源發(fā)電系統(tǒng)卻還是能夠進(jìn)行供電，并與本地負(fù)載連接，構(gòu)建了一個(gè)相對平衡的狀態(tài)，這種獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)就是成為孤島。當(dāng)電壓和頻率的變化超過一定的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，從某種程度上來說，就會造成電力設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，并且還極有可能發(fā)生電網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓的情況，如果這種變化能夠被有效控制住，就能夠?qū)⒂绊懡档阶畹汀Ａ硗猓诔霈F(xiàn)孤島現(xiàn)象之后，如果負(fù)載容量過大，也會出現(xiàn)故障問題，導(dǎo)致逆變器容量過載而被燒毀，影響檢修人員的安全。

（四）對電網(wǎng)頻率的影響

在信息技術(shù)不斷更新與進(jìn)步的時(shí)代，我國電力系統(tǒng)在新技術(shù)的支持下，其電網(wǎng)頻率一般都比較穩(wěn)定，基本上不太會出現(xiàn)電網(wǎng)頻率異常的現(xiàn)象，就算是在新能源發(fā)電并網(wǎng)的過程中，只要發(fā)電站容量低，也基本上不會對電網(wǎng)頻率造成什么影響。但是，隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，新能源發(fā)電并網(wǎng)的方式也發(fā)生了一定的轉(zhuǎn)變，而這種轉(zhuǎn)變就會導(dǎo)致電網(wǎng)頻率異?，F(xiàn)象增多，從而造成電網(wǎng)電能質(zhì)量受到影響。除此之外，發(fā)電機(jī)組出力的隨機(jī)性，也會對電網(wǎng)頻率造成影響，出現(xiàn)不可避免的異常波動，影響電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

三、新能源發(fā)電并網(wǎng)保障電網(wǎng)電能質(zhì)量的應(yīng)對措施

（一）協(xié)調(diào)控制儲能與新能源

在新能源發(fā)電并網(wǎng)中，想要確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)電能質(zhì)量不受影響，就需要協(xié)調(diào)控制儲能與新能源，目前我國在這方面的研究也取得了一些成效，但還需要進(jìn)行有效甄別與篩選，確保兩者的協(xié)調(diào)控制能夠達(dá)到實(shí)際效果。比如，在控制模式方面，有的更注重分散控制，將協(xié)調(diào)控制作為輔助；而有的則采取了具有風(fēng)險(xiǎn)約束的廣域協(xié)調(diào)調(diào)度形式。另外，在新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中，對于儲能技術(shù)的運(yùn)用也有不同的研究，有的更注重將儲能與大規(guī)模新能源進(jìn)行有效結(jié)合，而有的則提出了超前控制的方式。由此可見，在協(xié)調(diào)控制儲能與新能源方面，還需要進(jìn)行深入的研究。

（二）無功電壓控制

電壓是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接決定著供電設(shè)備的壽命與效率，想要減少新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成的影響，就需要實(shí)施無功電壓控制系統(tǒng)裝置，切實(shí)提高電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性。因此，在具體的操作過程中，需要對電壓和無功功率進(jìn)行有效控制，應(yīng)當(dāng)將電網(wǎng)內(nèi)各點(diǎn)的電壓都控制在規(guī)定的框架內(nèi)，并確保電網(wǎng)中的無功功率余量充足。除此之外，還應(yīng)當(dāng)對無功電源和無功負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的控制。當(dāng)上述要求實(shí)施完成之后，還需要采取無功補(bǔ)償措施，選擇應(yīng)用比較廣泛的并聯(lián)電容器，來確保電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。

（三）電網(wǎng)調(diào)度控制

電網(wǎng)調(diào)度作為行之有效的管理方法，在保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行方面占據(jù)著重要作用，能夠很好地促進(jìn)電力企業(yè)中各項(xiàng)電力工作的有序開展。在新能源發(fā)電并網(wǎng)中，現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)前的實(shí)際需求，存在數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性差的問題，這非常不利于電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，還需要對當(dāng)前的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，確保新能源并網(wǎng)技術(shù)能夠在科學(xué)系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度控制中發(fā)揮效用最大化，維系區(qū)域級電網(wǎng)的功率平衡。另外，電網(wǎng)調(diào)度控制中還可以將安穩(wěn)控制系統(tǒng)接入其中，與繼電保護(hù)裝置一起組成安全防御體系，從而大大提高電力人員工作的安全性，保障電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（四）統(tǒng)一新能源發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

通過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國新能源發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)還存在一定的問題，國家也沒有制定出完善的規(guī)定條例，這就使得新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的實(shí)施過程中，無法對其進(jìn)行有效的管理與控制。有的技術(shù)人員對于新能源發(fā)電并網(wǎng)會造成什么影響都缺乏足夠的認(rèn)知，更難以對出現(xiàn)的問題制定出有效的處理辦法，導(dǎo)致新能源發(fā)電能以發(fā)揮出效用最大化。因此，相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)需要完善新能源發(fā)電并網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及其他設(shè)施建設(shè)，新能源發(fā)電并網(wǎng)的準(zhǔn)入門檻必須要嚴(yán)格控制，同時(shí)還需要規(guī)定相關(guān)部門執(zhí)行并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

四、新能源發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展趨勢

在當(dāng)前信息技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代，我國新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)也將朝著更加現(xiàn)代化、智能化的發(fā)展方向前進(jìn)。而且，從當(dāng)前社會發(fā)展?fàn)顩r來看，無論是企業(yè)還是個(gè)人，對電力的需求量必然是越來越大，因此必須要加強(qiáng)新能源在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用。在這樣的時(shí)代背景下，新能源發(fā)電并網(wǎng)的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展必然是大勢所趨。想要實(shí)現(xiàn)這一發(fā)展目標(biāo)，就必須要對當(dāng)前的新能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與研究，有效解決新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中存在的問題，更好地發(fā)揮新能源在電力系統(tǒng)的作用。除此之外，還需要對電網(wǎng)系統(tǒng)中的各項(xiàng)控制技術(shù)進(jìn)行更深入的研究，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)智能化水平的顯著提升，確保智能化控制系統(tǒng)目標(biāo)的完成。另外，還需要注意的是，對于當(dāng)前新出現(xiàn)的各項(xiàng)技術(shù)措施，也需要加大研發(fā)力度，比如新型儲能技術(shù)、直流電輸電技術(shù)等，確保電網(wǎng)系統(tǒng)能在這些新技術(shù)的協(xié)助下，有效增強(qiáng)運(yùn)行過程的安全性與穩(wěn)定性。

結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前人類社會不斷進(jìn)步的時(shí)代，用電需求與日俱增，傳統(tǒng)的發(fā)電方式已經(jīng)難以適應(yīng)時(shí)代要求，新能源的開發(fā)與利用有顯得非常有必要了?；诖耍陔娏ο到y(tǒng)中，相關(guān)人員需要充分認(rèn)識到新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中容易出現(xiàn)的問題，并采取有效的解決措施，然后在基礎(chǔ)上還要不斷的更新自身工作理念以及方式，時(shí)刻保持與時(shí)俱進(jìn)的良好心態(tài)，這樣才確保新能源發(fā)電的質(zhì)量與效率，保證生態(tài)環(huán)境不受影響，促進(jìn)電力行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。