關(guān)于新能源對城市電網(wǎng)的影響探討

李夢溪

摘 要：新能源的開發(fā)有好有壞，所以需要正確地看待新能源，科學(xué)合理地運(yùn)用新能源。以城市電網(wǎng)建設(shè)來說，新能源的引入，會(huì)造成電力系統(tǒng)出電的間歇性和不確定性，而正式接入電網(wǎng)，則會(huì)影響電能質(zhì)量。這從側(cè)面說明了城市電網(wǎng)中新能源引入工作還不夠完善。為了解決這一問題，該文將重點(diǎn)分析新能源對城市電網(wǎng)的影響，希望可以為相關(guān)工作人員提供一些建議，以便努力克服新能源產(chǎn)生的負(fù)面影響，更好地利用新能源來支持城市電網(wǎng)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：新能源 城市電網(wǎng) 影響

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（c）-0051-02

目前，我國諸多行業(yè)能夠良好發(fā)展，這與能源的有效應(yīng)用是離不開的。但從目前能源儲(chǔ)量來看，能源日益枯竭，如若不能找到新能源來代替煤礦、石油等能源，則會(huì)使我國諸多行業(yè)發(fā)展受到影響。為此，我國加大了新能源研究，“十三五”規(guī)劃中明確提出對新能源的大力發(fā)展。新能源一般泛指水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿龋@些新能源均屬于清潔能源，具有無污染、可再生的特點(diǎn)[1]。因此，積極開發(fā)和利用新能源是非常有意義的。但從城市電網(wǎng)中新能源應(yīng)用情況來看，新能源的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，致使城市電網(wǎng)運(yùn)行效果不佳。為了避免此種情況，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)分析新能源對城市電網(wǎng)的影響，進(jìn)而探究切實(shí)有效措施加以解決。

1 新能源的簡單概述

新能源又被稱為非常規(guī)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。從目前新能源研究來看，可以被稱之為新能源的有太陽能、地?zé)崮?、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、核聚變能等。這些新能源具有可再生、無污染等特點(diǎn)，值得廣泛應(yīng)用，如此各個(gè)國家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了新能源開發(fā)與應(yīng)用的重要性，加大人力、物力、財(cái)力的投入，意在開發(fā)新能源，使其代替常規(guī)能源，解決常規(guī)能源日益匱乏的問題。

目前，我國所研究的新能源有水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿?，其中風(fēng)能、水能、太陽能已經(jīng)應(yīng)用到電力行業(yè)，用于電能開發(fā)。從電能開發(fā)效果來看，新能源具有較高的應(yīng)用價(jià)值，值得廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)之中。因此，持續(xù)致力于新能源的開發(fā)與應(yīng)用研究是非常重要和必要的[2]。

2 新能源對城市電網(wǎng)的影響

目前，在電力領(lǐng)域之中，新能源的應(yīng)用主要是發(fā)電，如，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等，也是目前最先進(jìn)、最有潛力的發(fā)電技術(shù)。由此看來，新能源廣泛應(yīng)用于電力領(lǐng)域是非常有意義的。但事實(shí)證明，要想在電力領(lǐng)域中廣泛地應(yīng)用新能源還需要電力工作者及相關(guān)研究人員的不懈努力。因?yàn)槟壳皩⑿履茉磻?yīng)用到城市電網(wǎng)之中，產(chǎn)生了較多負(fù)面影響，使得新能源難以有效支持城市電網(wǎng)運(yùn)行。對于此種情況，該文將重點(diǎn)分析新能源在城市電網(wǎng)中應(yīng)用所產(chǎn)生的負(fù)面影響。具體內(nèi)容如下。

（1）新能源發(fā)電對電網(wǎng)電壓的影響。

通常情況下，電力系統(tǒng)中調(diào)節(jié)電壓，需要采用投切電容器和調(diào)整有載調(diào)壓變壓器的分頭和接頭的辦法來實(shí)現(xiàn)。利用新能源發(fā)電來支撐電網(wǎng)運(yùn)行的情況，依舊采用以上方法來調(diào)節(jié)電壓，則會(huì)使新能源發(fā)電站的功率波動(dòng)較大，進(jìn)而導(dǎo)致線路出現(xiàn)負(fù)荷潮流波動(dòng)，如此將會(huì)加大電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，使電網(wǎng)調(diào)整等工作比較艱難，最終將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行效果不佳，甚至引發(fā)安全事故。由此看來，要想使新能源成功地應(yīng)用到電網(wǎng)操作之中，并且支持電網(wǎng)運(yùn)行，就需要對調(diào)節(jié)電壓的方式進(jìn)行革新，采用適合的調(diào)節(jié)電壓的方式，保證新能源電站功率穩(wěn)定，為城市電網(wǎng)源源不斷地輸送電能，保證城市電網(wǎng)持續(xù)、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

以核能接入城市電網(wǎng)來說，核能是原子核反應(yīng)釋放出來的能量。核反應(yīng)能夠產(chǎn)生巨大的能量，將其轉(zhuǎn)化為電能以后，可以良好地支持城市發(fā)電。但是，從核電站建立及為城市電網(wǎng)發(fā)電情況來看，核電站的發(fā)電量較多，直接接入到城市電網(wǎng)之中，需要電網(wǎng)采用適合的方式方法來進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，但是目前對于電網(wǎng)潮流分布的計(jì)算并不準(zhǔn)確，如此會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓計(jì)算不準(zhǔn)確，相應(yīng)地在電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的過程中容易出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致吸納路傳輸功率發(fā)生變化，如此會(huì)使整個(gè)電網(wǎng)的功率難以處于平衡狀態(tài)，致使電網(wǎng)運(yùn)行效果不佳。所以，在當(dāng)前要想將核能充分地應(yīng)用于支持城市電網(wǎng)運(yùn)行，就需要對電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)方式進(jìn)行調(diào)整，并且優(yōu)化核能發(fā)電[3]。

（2）新能源發(fā)電對電網(wǎng)頻率的影響。

將新能源應(yīng)用于城市電網(wǎng)之中，除了會(huì)影響電網(wǎng)電壓之外，還會(huì)影響電網(wǎng)頻率。之所以這么說是因?yàn)樵谝酝碾娏ο到y(tǒng)運(yùn)行過程中很少出現(xiàn)頻率異常的情況，而構(gòu)建光伏發(fā)電站，利用新能源進(jìn)行發(fā)電來支持城市電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，新能源發(fā)電量超過電網(wǎng)總電量比例的情況會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)新能源發(fā)電量超過電網(wǎng)總電量比例，則會(huì)造成電網(wǎng)內(nèi)頻率波動(dòng)頻繁，進(jìn)而產(chǎn)生電場，其功率的波動(dòng)，會(huì)使電網(wǎng)形成一個(gè)火電組轉(zhuǎn)速變化和風(fēng)電輸出的傳遞函數(shù)，如若超過18%，則會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行不佳，甚至引發(fā)安全事故。為了避免此種情況的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在將新能源接入城市電網(wǎng)時(shí)充分地考慮新能源發(fā)電的波動(dòng)與間歇的特點(diǎn)，提出切實(shí)有效的控制措施，如此才能避免新能源影響城市電網(wǎng)頻率[4]。

（3）新能源發(fā)電對電網(wǎng)諧波的影響。

新能源發(fā)電站主要由并網(wǎng)光伏發(fā)電站和并網(wǎng)風(fēng)電場兩種組成。光伏逆變器相關(guān)的物理特性和并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行期間產(chǎn)生的電諧波以及光照強(qiáng)度的改變帶來的輸出功率間歇性的變化會(huì)導(dǎo)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。所以，構(gòu)建新能源發(fā)電站，利用其承擔(dān)諧波區(qū)域時(shí)一定要深入地、詳細(xì)地分析城市電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，明確電網(wǎng)諧波的影響因素，進(jìn)而采取適合的方式方法來調(diào)整諧波阻抗，以便新能源接入電網(wǎng)之中，不會(huì)產(chǎn)生影響電網(wǎng)諧波的情況。相關(guān)研究人員認(rèn)為，新能源發(fā)電接入城市電網(wǎng)，正確地對配電網(wǎng)和新能源發(fā)電站進(jìn)行區(qū)分，進(jìn)而有針對性地監(jiān)測諧波，采取適合的方法加以控制，可以避免新能源發(fā)電過程中諧波污染的產(chǎn)生[5]。

3 結(jié)語

新能源具有可再生、無污染等特點(diǎn)，值得廣泛應(yīng)用，如此各個(gè)國家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了新能源開發(fā)與應(yīng)用的重要性，加大人力、物力、財(cái)力的投入，意在開發(fā)新能源，使其代替常規(guī)能源，解決常規(guī)能源日益匱乏的問題。目前我國新能源的研發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)取得了一定成果，新能源在發(fā)電方面也有良好的進(jìn)展，但是為了能夠在電力領(lǐng)域更為廣泛地應(yīng)用新能源，相關(guān)工作人員曾嘗試將新能源應(yīng)用到城市電網(wǎng)之中，但得到的結(jié)果不佳，對電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)諧波方面均有影響。對此，需要相關(guān)工作人員持續(xù)致力于新能源在城市電網(wǎng)方面的應(yīng)用研究，盡快實(shí)現(xiàn)新能源支持城市電網(wǎng)運(yùn)行，為廣大人民群眾提供源源不斷的電能。

參考文獻(xiàn)

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[5] 有安，陳華芳，趙法起.短路電流對城市電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響及其控制[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，10（22）：143-145.