新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響分析

白建強

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們對生活質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，全社會各行各業(yè)對電力資源的需求與電能質(zhì)量要求更高。與此同時，隨著新能源的開發(fā)與利用，太陽能、風(fēng)能等新能源在電力系統(tǒng)中也逐漸發(fā)揮作用，新能源并網(wǎng)過程中會對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，本文通過新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響分析，給出相關(guān)的建議，避免或減小新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響。

關(guān)鍵詞：新能源;并網(wǎng);電力系統(tǒng);電能質(zhì)量;影響情況

長期以來，我國電力系統(tǒng)中以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電對環(huán)境有一定的影響，且煤炭等資源的使用量較大。隨著建設(shè)資源節(jié)約型社會的提出，不同行業(yè)領(lǐng)域都在積極探索，注重綠色環(huán)保材料、可再生資源的使用。風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)與利用可改善供電現(xiàn)狀，減少火力發(fā)電占比，但新能源在并網(wǎng)過程中也會對原有的電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響，進而影響電能質(zhì)量[1]?；诖?，本文就新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響以及改善措施問題予以分析。

一、新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響

（一）對穩(wěn)壓系統(tǒng)的影響

新能源主要為風(fēng)能、太陽能等，其在發(fā)電過程中對環(huán)境的依賴性較大，相應(yīng)的易受到環(huán)境因素影響，表現(xiàn)為輸出電壓有較大的波動范圍，新能源不穩(wěn)定的電壓在并入電網(wǎng)后會對整個電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。新能源容量調(diào)節(jié)會受到輸出功率波動的影響，電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)同樣也會受到制約?，F(xiàn)階段，電力系統(tǒng)中的電壓都是通過LTC調(diào)壓接頭、切電容器予以控制，新能源并網(wǎng)后因為自身電壓的波動，使得整個電網(wǎng)電壓也會出現(xiàn)不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運行中的安全隱患，比如輸出電壓值的下降，影響到用電質(zhì)量，電壓不穩(wěn)定會對部分用電設(shè)備產(chǎn)生影響，可能引起用電設(shè)備的損壞。

（二）對電壓的影響

新能源在發(fā)電過程中使用的是清潔能源，且風(fēng)能、太陽能等可重復(fù)利用，但是因為過于依賴環(huán)境，環(huán)境因素對其影響也較大，比如晴天與陰天、有風(fēng)與無風(fēng)，不同條件下新能源系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能明顯不同。盡管新能源建設(shè)過程中會考慮太陽、風(fēng)等因素，但是因為太陽、風(fēng)等本身隨意性較大，造成新能源產(chǎn)生的電壓也會有不同的變化，電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行會受到影響。尤其是新能源開始發(fā)電、連續(xù)發(fā)電、結(jié)束發(fā)電等節(jié)點，輸出功率波動范圍大，致使整個電網(wǎng)的電壓受到波及。有資料指出，新能源在并網(wǎng)過程中，如果短路容量值越大，則電壓波動性越小，因而在新能源并網(wǎng)期間需要采取措施，考慮并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電壓的影響[2]。

（三）對電網(wǎng)頻率的影響

電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定的情況下才能夠保證各行各業(yè)用電設(shè)備的正常工作，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下會影響不同用電設(shè)備的正常工作。電網(wǎng)頻率是影響用電質(zhì)量的一個重要因素，根據(jù)對新能源發(fā)電的研究分析，電網(wǎng)中如果太陽能發(fā)電容量所占比例較小，此時整個電網(wǎng)使用頻率可維持正常;但是當(dāng)太陽能發(fā)電容量較大的情況下，其會因自身的明顯波動影響電力系統(tǒng)與電能質(zhì)量，增加電網(wǎng)運行隱患。風(fēng)力發(fā)電期間也會引起功率波動，同樣可對電網(wǎng)安全運行產(chǎn)生影響。為了保證電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，需要盡可能減少新能源并網(wǎng)過程中對電力系統(tǒng)的影響。

二、新能源并網(wǎng)對諧波的影響

電力諧波主要由非線性負荷產(chǎn)生，諧波會增加電力設(shè)施的負荷，造成發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、用電設(shè)備的效率下降;諧波還會使得無功補償電容器出現(xiàn)諧振和諧波放大，致使電容器因過電流或過電壓出現(xiàn)損壞或無法正常工作。新能源并網(wǎng)后因其自身發(fā)電輸出功率、電壓等受外界因素影響較大，容易出現(xiàn)不穩(wěn)定，并網(wǎng)后可產(chǎn)生諧波電流，影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

太陽能發(fā)電輸出電壓為直流電，需要轉(zhuǎn)換為交流電，整個過程需要逆變器等設(shè)備發(fā)揮作用，然后才能夠并入電網(wǎng)中。風(fēng)力發(fā)電中，風(fēng)力機轉(zhuǎn)速會影響風(fēng)電機組的輸出電壓頻率，并網(wǎng)時也需要變頻器。新能源并入電網(wǎng)中使用的相關(guān)逆變器、變頻器等在輸入輸出方面具有非線性特征，造成并網(wǎng)過程中產(chǎn)生諧波。

三、改善新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量影響的措施

（一）電能質(zhì)量的有效控制

鑒于新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量影響較大，需要結(jié)合具體的影響情況，對電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施予以完善。根據(jù)對不同時間新能源發(fā)電輸出電壓、功率等分析，可在電力系統(tǒng)中加入電力濾波器，通過有源濾波器能夠?qū)崟r監(jiān)測諧波信號，并發(fā)出幅值相等、相位相同、方向相反的電流，實現(xiàn)對諧波電流的抵消，從而濾除諧波、抑制閃變、補償無功等，提高并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少新能源并網(wǎng)所產(chǎn)生的影響。靜止無功補償器的安裝也可以減少新能源并網(wǎng)時諧波的影響。通過相關(guān)技術(shù)手段的使用，提高新能源并網(wǎng)時整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（二）新能源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的持續(xù)完善

傳統(tǒng)火力發(fā)電與當(dāng)前新能源發(fā)電在原理、設(shè)備等方面有著不同，相對而言，新能源發(fā)電中需要的技術(shù)手段更高，對此，應(yīng)積極探索并形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。注重對太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，保證不同地區(qū)新能源發(fā)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，有利于標(biāo)準(zhǔn)化進行不同技術(shù)設(shè)備的生產(chǎn)與研發(fā)。注重新能源并網(wǎng)過程中對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的研究，針對不同影響進行試驗分析，確定出不同新能源并網(wǎng)影響因素與可選擇的措施等。注重新能源電網(wǎng)智能化研究，提高電力系統(tǒng)在線監(jiān)測技術(shù)、電壓校正、輸出功率穩(wěn)定等方面的技術(shù)研究，優(yōu)化電力系統(tǒng)，盡可能地減少新能源并網(wǎng)中電壓波動、諧波產(chǎn)生對電能質(zhì)量的影響[3]。

（三）新能源建設(shè)的科學(xué)性與合理性

隨著對新能源使用與開發(fā)的重視，不同地區(qū)均高度重視太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)，但是因為規(guī)劃與建設(shè)不合理等較多因素影響，存在一定比例的新能源在投入后沒有及時并網(wǎng)，出現(xiàn)資源浪費、經(jīng)濟損失，因而新能源建設(shè)需要進行合理規(guī)劃，需要充分考慮并調(diào)查不同地區(qū)的風(fēng)力、太陽能資源等，保證風(fēng)電或光電的發(fā)電質(zhì)量，提高本身新能源發(fā)電的穩(wěn)定性。

結(jié)束語

新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響，這與新能源本身發(fā)電中的輸出功率、電壓波動以及使用的相關(guān)設(shè)備有關(guān)，需要從多方面采取措施，提高新能源發(fā)電質(zhì)量，減少新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響，促進新能源的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]王黃磊，江濤，吳玉玲，等.計及新能源并網(wǎng)發(fā)電的配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析[J].電氣自動化，2021，43（04）：20-23.

[2]王世杰，胡威，高鑫，等.新能源并網(wǎng)發(fā)電對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究[J].計算技術(shù)與自動化，2021，40（02）：47-52.

[3]張登義.分布式電源及其并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響研究[J].科技風(fēng)，2021（17）：193-195.