新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響

（鎮(zhèn)江三新供電服務(wù)有限公司句容分公司邊城供電所，江蘇 鎮(zhèn)江 212400）

能源是人類社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的重要條件，各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)與工作都離不開能源的支持，但是自然界衍生的能源產(chǎn)量隨著開采逐漸減少，因此對新能源的開發(fā)和研究成為重點(diǎn)。本文以新能源發(fā)電并網(wǎng)為例進(jìn)行分析，雖然新能源發(fā)電替代了傳統(tǒng)的發(fā)電，但是其技術(shù)上還存在一些不成熟的因素。

一、新能源發(fā)電并網(wǎng)的類型和特點(diǎn)

（一）新能源并網(wǎng)發(fā)電的類型

現(xiàn)階段，新能源并網(wǎng)發(fā)電的形式逐漸得到推廣。新能源具有無污染、可再生等優(yōu)勢，新能源發(fā)電的類型主要有風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、以及水利發(fā)電等。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)能源發(fā)電以及人類活動(dòng)給社會(huì)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的破壞，同時(shí)能源消耗持續(xù)能加，導(dǎo)致傳統(tǒng)的能源日益減少。此時(shí)新能源發(fā)電開始逐漸替代傳統(tǒng)的能源發(fā)電，因此加強(qiáng)對新能源發(fā)電的開發(fā)和研究對于人們的生活和社會(huì)發(fā)展都具有重要意義。

（二）新能源并網(wǎng)發(fā)電的特點(diǎn)

新能源發(fā)電對于環(huán)境保護(hù)和解決傳統(tǒng)能源稀缺問題都具有十分積極的意義，但是與傳統(tǒng)的能源發(fā)電相比，新能源本身具有一定的間歇性特點(diǎn)。例如，風(fēng)能和太陽能，如果將風(fēng)能和太陽能作為發(fā)電的主要能源，那么發(fā)電設(shè)備對于風(fēng)能和太陽能的需求量就十分大；對于特殊季節(jié)或者是天氣，如果出現(xiàn)光照或者是風(fēng)力不足，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備無法滿負(fù)荷的運(yùn)行，進(jìn)而無法制造出大量的電能來輸送到公共電網(wǎng)中。

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

（一）新能源并網(wǎng)造成電網(wǎng)電壓偏差

近年來，太陽能發(fā)電已經(jīng)廣泛應(yīng)用和推廣。但是太陽能光伏發(fā)電容易受到季節(jié)、太陽光照及溫度等方面的影響。晴天和陰天的光照、溫度等方面存在一定的差異，那么光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量也有所不同，導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率變化比較大，引起電壓變化大。風(fēng)力發(fā)電受到風(fēng)速等方面的影響，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行功率受到影響，從而造成電壓閃變和波動(dòng)。一般在風(fēng)力資源比較豐富的地區(qū)建立風(fēng)力發(fā)電廠。同時(shí)，新能源發(fā)電設(shè)備在啟動(dòng)、關(guān)閉環(huán)節(jié)，輸出功率也會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。新能源容易受到外界因素的影響，導(dǎo)致輸出電壓的變化。如果并網(wǎng)以后，新能源電源的比例比較大，則進(jìn)一步提高了電壓調(diào)節(jié)難度。

（二）新能源發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)致電網(wǎng)諧波問題

分布式電源接入到配電網(wǎng)時(shí)，需要大量的并網(wǎng)逆變器。這些逆變器采用脈寬調(diào)制控制方式，在并網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的電流諧波。太陽能光伏發(fā)電設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在運(yùn)行過程中，受到光照強(qiáng)度、太陽照射角度、物體陰影以及風(fēng)速等方面的影響，輸出功率會(huì)發(fā)生一定的變化，從而導(dǎo)致大量的諧波。造成并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)諧波出現(xiàn)的主要因素包括兩個(gè)方面：一方面是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并聯(lián)補(bǔ)充的電容器和線路阻抗發(fā)生諧振產(chǎn)生諧波；另外一方面是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)部安裝了大量的電子設(shè)備，這些電子設(shè)備在運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生一定諧波。

（三）孤網(wǎng)的問題

孤島問題的是因?yàn)樵陔娋W(wǎng)系統(tǒng)降壓后，接入的風(fēng)電機(jī)組與光伏電站依舊在向電網(wǎng)供電，從而對降壓電網(wǎng)進(jìn)行持續(xù)性供電，因此要充分結(jié)合本地連接負(fù)荷，確保其單獨(dú)運(yùn)行，以防止引起孤島問題。

孤島問題會(huì)造成電網(wǎng)系統(tǒng)頻率、電壓等的波動(dòng)，在頻率與電壓波動(dòng)范圍超出安全限定值后，將對設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行造成較大影響。在孤島事故下，電網(wǎng)會(huì)常常發(fā)生自動(dòng)跳閘事故；同時(shí)，也可能在負(fù)荷容量中產(chǎn)生改變，在容量超出限定范圍后，則將在變運(yùn)器內(nèi)引起超負(fù)載狀況，進(jìn)而造成逆變器的溫度大幅升高，然后會(huì)引起起火等事故。此刻，逆變器維護(hù)檢修人員將可能遭受重大傷害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅生命安全，即便再次閉合電路電閘，也將不起作用。因此，孤島問題不但會(huì)嚴(yán)重威脅電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并且也將對用戶人身安全造成重大隱患。

三、優(yōu)化新能源發(fā)電并網(wǎng)策略

（一）加強(qiáng)對電能質(zhì)量的控制

通過前面就新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行綜合分析，建議針對影響電能質(zhì)量的主要因素，對電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。一是電壓閃變和波動(dòng)方面，通過在電路中加裝有源電力濾波器，來平衡并網(wǎng)的電壓波動(dòng)，通過加裝動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。二是減少諧波影響，通過加裝靜止無功補(bǔ)償器，減少諧波干擾。

（二）完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

新能源具有環(huán)保和可再生的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了廣泛應(yīng)用。新能源發(fā)電涉及的技術(shù)領(lǐng)域比較多，新能源發(fā)電并網(wǎng)則更為復(fù)雜，所以在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題。要不斷加強(qiáng)對新能源發(fā)電并網(wǎng)的研究，不斷完善新能源發(fā)電并網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，針對新能源并網(wǎng)中存在的問題進(jìn)行攻關(guān)，減少并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量帶來的不良影響。同時(shí)認(rèn)真學(xué)習(xí)研究電力信息通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，做好電力系統(tǒng)的智能化管理，及時(shí)監(jiān)測并網(wǎng)對電網(wǎng)運(yùn)行的影響，從而不斷優(yōu)化新能源并網(wǎng)技術(shù)，減少諧波、電壓波動(dòng)等對電力系統(tǒng)的危害，確保新能源發(fā)電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

四、總結(jié)

由于新能源的特殊性以及我國在新能源方面技術(shù)能力方面還略有欠缺，這使得新能源在并網(wǎng)發(fā)電后對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成了一定影響，甚至一部分人對新能源的并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)還提出質(zhì)疑，這對我國新能源技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了消極的影響，從而也嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對這些問題，必須要加大研究力度，不斷完善和優(yōu)化并網(wǎng)技術(shù)，以促進(jìn)新能源發(fā)電事業(yè)的不斷發(fā)展，從而以新能源向人類提供電力，保障人們的正常電力需求，進(jìn)而使人們的生活質(zhì)量得到不斷改善。