新能源并網發電對配電網電能質量的影響研究

劉曉潔

摘要：新能源并網發電系統在運行的過程中往往存在一定程度的不確定性或者間歇性的相關問題，因此在并入電網之后，很可能在很大程度上影響到電網的運行質量，因此，要高度關注新能源并網發電的核心內容，然后進行行之有效的應對和處理，進而充分確保配電網電能質量能夠得到顯著提升，使負面影響得到消除。結合這樣的情況，本文重點分析新能源并網發電對于配電網電能質量的影響和相對應的對策。

關鍵詞：新能源并網發電;配電網;電能質量;主要影響;應對策略

一、引言

目前，我國越來越關注可再生能源發電技術的研發和創新應用，在各類技術的發展過程中越來越廣泛的應用風力發電和光伏發電等分布式發電技術，同時進一步推行新能源并網發電的相關內容，進而為可再生能源的最大化利用提供必要的支持。同時，也進一步有效采取更切實可行的應對策略，使新能源并網發電對配電網電能質量的影響能夠得到有效消除，使其實現可持續發展，進而促進電力體系高質量運行。據此，有必要針對新能源并網發電對配電網電能質量的影響和對策等相關內容進行分析探討。

二、新能源并網發電對電網電壓的影響和對策

2.1 新能源并網發電對于饋線穩態電壓的影響和對策。在電力系統的運營情況中，通常情況下要有效利用投切電容器和改變有載調壓變壓器（LTC）的分接頭等相關方式對于電壓進行相對應的調節。除此之外，也要配置與之相對應的無功調節設備，在這個過程中如果采用新能源并網發電，會進一步造成新能源發電功率出現比較大的波動性，同時導致線路負荷潮流出現比較大的波動變化頻率比較快，同時導致電網正常運行的過程中，電壓調整面臨極大的難度。針對這樣的情況，在新能源發電站和電網的公共連接點等相關方面，要充分呈現出顯著的電壓穩態變化，新能源發電穿透功率、接入電網短路容量和輸電線路阻抗要共同運行，同步作用，以此確保這種負面影響得到有效消除。

2.2 新能源并網發電對電網電壓波動和閃變的影響和對策。在新能源發電站機組的開停機等相關方面，往往會出現很大程度的能源波動變化情況，而此類變化會導致電網的電壓波動和閃變情況出現，同時有可能導致發電站的補償電容器投切現象出現。在電網電壓波動和閃變的過程中，其最直接的原因就是新能源發電站輸出功率出現比較大的波動，其中風速的變化，直接導致了風電場輸出功率出現比較大的波動，風速的湍流強度與電壓波動和閃變從整體情況來看，呈現出正比例的關系，通過相對應的調查研究和實驗論證也可以看出，恒速定槳距和恒速變槳距風電機組在切換過程中會產生比較顯著的電壓波動和閃變的情況，與此同時，和持續運營過程中所產生的電壓波動和閃變進行對比，可進一步明確，恒速定槳距風電機組在切換的過程中所呈現出的電壓波動和閃變要比持續運行過程中的電壓波動和閃變更大，而針對恒速的變槳距風電機組卻得出了相反的結論。針對此類情況而言，要確保新能源并網發電保持在恒定為這樣才能呈現出應有的穩定效果。

三、新能源并網發電對于電網頻率的主要影響和對策

在電網系統的運行情況中，往往處于平穩的狀態，很少有頻率異常等相關問題。然而需要注意的是，在新能源并網發電的過程中，針對光伏系統來說，如果容量相對來說比較小，在這樣情況下極有可能導致新能源機組出力呈現出很大的隨機性，在這樣的情況下就會導致整個電網系統的頻率出現巨大的波動，同時嚴重影響電網系統本身的運行效能，對于系統和用戶的運行安全性、穩定性也會造成嚴重影響。針對此類情況而言，在對其進行應對的過程中可以更有效的分析和評估風電功率的波動對于電網系統的等效情況，然后行之有效的應對和處理，構建與之相對應的風電波動功率對電網頻率影響評估的模型，通過這種模型的形式，進一步有效評估和判斷可能造成的影響或者危害程度，然后行之有效的應對和處理，進一步減少新能源并網系統對于火電機組自動發電控制體系的負面影響，減少影響的頻率和波動。構建火電廠等效單機模型的過程中要充分結合具體的風電場實際功率數據，全面深入的分析不同穿透功率下的電網頻率變化情況，這樣可以獲得相對應的數據支持，同時調整電網運行調度，呈現出新能源的發電功率提高的效果，以此確保接入之后電網系統可以安全穩定的運行。

四、新能源并網發電對于電網諧波的主要影響和對策

針對新能源并網發電站來說，主要包括兩種類型，分別是并網光伏發電站和并網風電場，由于并網光伏逆變器的絕緣柵雙極型功率開關（IGBT）的物理特性以及采用脈寬調制控制方法的逆變器自身特點，并網光伏電站運行的時候會產生比較明顯的電壓電流諧波，與此同時有光強度變化，導致光伏發電站輸出功率會產生比較明顯的間歇式的波動變化，或者光照不夠對稱問題，進而導致不同程度的諧波影響和污染，因此，針對此類影響要高度關注，并且有效應對和處理，在處理的過程中要進一步有效明確風電場并網時注入電網的諧波的來源，其來源主要包括風力發電機組本身配備的電力電子裝置引起的諧波和風電場并聯補償電容器與線路電抗發生諧振產生的諧波。為了進一步有效區別來源，在具體的應對處理過程中，要充分結合系統和復合的參數，進一步有效明確相對應的斜坡阻抗，然后通過PCC 點諧波電流測量值對于用戶的諧波電壓發射水平進行科學合理的分析和判斷。同時也可以進一步深入研究用戶波動與背景諧波變化對公共聯結點諧波電流、諧波電壓的負面影響，然后采取之相對應的，以用戶為主導的波動量篩選原理的用戶諧波發射水平估計方法。對于含新能源發電站的電網，正確區分配電網和新能源發電站在公共連接點產生的電壓電流諧波水平，這樣能夠更有效的監測和治理新能源并網發電站的諧波污染，使其負面影響得到充分的消除和應對處理，進而促進新能源并網發電質量得到顯著提升，為電力系統安全穩定的運行和電能的高質量供應提供必要的條件。

五、結束語

從上文的分析中可以充分看出，針對新能源并網發電系統而言，在實踐的過程中往往對于電力系統或者電網等等會造成不同程度的影響，在這種情況下，需要充分明確新能源并網發電系統可能出現的不確定性或者間歇性特點，然后把握相應的影響因素和問題，并且從根本上進行應對和處理，利用風電場和光伏發電站的實測電能質量數據，從饋線穩態電壓偏差、電壓波動和閃變、頻率質量以及諧波等相關方面有效操作，按照真實的案例進行充分的分析和判斷，進一步有效構建新能源并網發電系統量測平臺和綜合評價體系，以此為基準，進一步融入智能電網建設成效和物聯網技術實時的監控和反饋各種分布式能源發電機組的用能及耗能情況，基于物聯網技術搭建應急通信指揮調度系統，以此進一步有效強化電網的運行質量，使電力云信息安全平臺發揮應有的效能，從而在最大程度上提升電網的運行應對能力。

參考文獻：

[1]王炅鑫. 淺談風能的利用現狀與應用前景[J]. 科技展望，2016，26（29）.

[2]李建林，胡書舉，付勛波，等. 大功率直驅型風力發電系統拓撲結構對比分析[J]. 電力自動化設備，2008，28（7）：73-77.

[3]吳峰，孔衛亞，周宇，等. 考慮多風電場風速變化規律的模擬數據生成方法[J]. 電網技術，2016，40（7）：2038-2044.

[4]勾海芝，趙征，夏子涵. 基于經驗模式分解的神經網絡組合風速預測研究[J]. 電力科學與工程，2017（10）：62-67..

[5]龍泉. 考慮尾流效應的風電機組來流風速準確計算模型[J]. 科技創新導報，2017（36）.