新能源并網(wǎng)發(fā)電對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究

劉曉潔

摘要：新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)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(guān)問題，因此在并入電網(wǎng)之后，很可能在很大程度上影響到電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，因此，要高度關(guān)注新能源并網(wǎng)發(fā)電的核心內(nèi)容，然后進(jìn)行行之有效的應(yīng)對和處理，進(jìn)而充分確保配電網(wǎng)電能質(zhì)量能夠得到顯著提升，使負(fù)面影響得到消除。結(jié)合這樣的情況，本文重點(diǎn)分析新能源并網(wǎng)發(fā)電對于配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和相對應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：新能源并網(wǎng)發(fā)電;配電網(wǎng);電能質(zhì)量;主要影響;應(yīng)對策略

一、引言

目前，我國越來越關(guān)注可再生能源發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用，在各類技術(shù)的發(fā)展過程中越來越廣泛的應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等分布式發(fā)電技術(shù)，同時(shí)進(jìn)一步推行新能源并網(wǎng)發(fā)電的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而為可再生能源的最大化利用提供必要的支持。同時(shí)，也進(jìn)一步有效采取更切實(shí)可行的應(yīng)對策略，使新能源并網(wǎng)發(fā)電對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響能夠得到有效消除，使其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)電力體系高質(zhì)量運(yùn)行。據(jù)此，有必要針對新能源并網(wǎng)發(fā)電對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和對策等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析探討。

二、新能源并網(wǎng)發(fā)電對電網(wǎng)電壓的影響和對策

2.1 新能源并網(wǎng)發(fā)電對于饋線穩(wěn)態(tài)電壓的影響和對策。在電力系統(tǒng)的運(yùn)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(diào)壓變壓器（LTC）的分接頭等相關(guān)方式對于電壓進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)節(jié)。除此之外，也要配置與之相對應(yīng)的無功調(diào)節(jié)設(shè)備，在這個(gè)過程中如果采用新能源并網(wǎng)發(fā)電，會(huì)進(jìn)一步造成新能源發(fā)電功率出現(xiàn)比較大的波動(dòng)性，同時(shí)導(dǎo)致線路負(fù)荷潮流出現(xiàn)比較大的波動(dòng)變化頻率比較快，同時(shí)導(dǎo)致電網(wǎng)正常運(yùn)行的過程中，電壓調(diào)整面臨極大的難度。針對這樣的情況，在新能源發(fā)電站和電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)等相關(guān)方面，要充分呈現(xiàn)出顯著的電壓穩(wěn)態(tài)變化，新能源發(fā)電穿透功率、接入電網(wǎng)短路容量和輸電線路阻抗要共同運(yùn)行，同步作用，以此確保這種負(fù)面影響得到有效消除。

2.2 新能源并網(wǎng)發(fā)電對電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變的影響和對策。在新能源發(fā)電站機(jī)組的開停機(jī)等相關(guān)方面，往往會(huì)出現(xiàn)很大程度的能源波動(dòng)變化情況，而此類變化會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和閃變情況出現(xiàn)，同時(shí)有可能導(dǎo)致發(fā)電站的補(bǔ)償電容器投切現(xiàn)象出現(xiàn)。在電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變的過程中，其最直接的原因就是新能源發(fā)電站輸出功率出現(xiàn)比較大的波動(dòng)，其中風(fēng)速的變化，直接導(dǎo)致了風(fēng)電場輸出功率出現(xiàn)比較大的波動(dòng)，風(fēng)速的湍流強(qiáng)度與電壓波動(dòng)和閃變從整體情況來看，呈現(xiàn)出正比例的關(guān)系，通過相對應(yīng)的調(diào)查研究和實(shí)驗(yàn)論證也可以看出，恒速定槳距和恒速變槳距風(fēng)電機(jī)組在切換過程中會(huì)產(chǎn)生比較顯著的電壓波動(dòng)和閃變的情況，與此同時(shí)，和持續(xù)運(yùn)營過程中所產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行對比，可進(jìn)一步明確，恒速定槳距風(fēng)電機(jī)組在切換的過程中所呈現(xiàn)出的電壓波動(dòng)和閃變要比持續(xù)運(yùn)行過程中的電壓波動(dòng)和閃變更大，而針對恒速的變槳距風(fēng)電機(jī)組卻得出了相反的結(jié)論。針對此類情況而言，要確保新能源并網(wǎng)發(fā)電保持在恒定為這樣才能呈現(xiàn)出應(yīng)有的穩(wěn)定效果。

三、新能源并網(wǎng)發(fā)電對于電網(wǎng)頻率的主要影響和對策

在電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況中，往往處于平穩(wěn)的狀態(tài)，很少有頻率異常等相關(guān)問題。然而需要注意的是，在新能源并網(wǎng)發(fā)電的過程中，針對光伏系統(tǒng)來說，如果容量相對來說比較小，在這樣情況下極有可能導(dǎo)致新能源機(jī)組出力呈現(xiàn)出很大的隨機(jī)性，在這樣的情況下就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率出現(xiàn)巨大的波動(dòng)，同時(shí)嚴(yán)重影響電網(wǎng)系統(tǒng)本身的運(yùn)行效能，對于系統(tǒng)和用戶的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性也會(huì)造成嚴(yán)重影響。針對此類情況而言，在對其進(jìn)行應(yīng)對的過程中可以更有效的分析和評估風(fēng)電功率的波動(dòng)對于電網(wǎng)系統(tǒng)的等效情況，然后行之有效的應(yīng)對和處理，構(gòu)建與之相對應(yīng)的風(fēng)電波動(dòng)功率對電網(wǎng)頻率影響評估的模型，通過這種模型的形式，進(jìn)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(yīng)對和處理，進(jìn)一步減少新能源并網(wǎng)系統(tǒng)對于火電機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制體系的負(fù)面影響，減少影響的頻率和波動(dòng)。構(gòu)建火電廠等效單機(jī)模型的過程中要充分結(jié)合具體的風(fēng)電場實(shí)際功率數(shù)據(jù)，全面深入的分析不同穿透功率下的電網(wǎng)頻率變化情況，這樣可以獲得相對應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度，呈現(xiàn)出新能源的發(fā)電功率提高的效果，以此確保接入之后電網(wǎng)系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

四、新能源并網(wǎng)發(fā)電對于電網(wǎng)諧波的主要影響和對策

針對新能源并網(wǎng)發(fā)電站來說，主要包括兩種類型，分別是并網(wǎng)光伏發(fā)電站和并網(wǎng)風(fēng)電場，由于并網(wǎng)光伏逆變器的絕緣柵雙極型功率開關(guān)（IGBT）的物理特性以及采用脈寬調(diào)制控制方法的逆變器自身特點(diǎn)，并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生比較明顯的電壓電流諧波，與此同時(shí)有光強(qiáng)度變化，導(dǎo)致光伏發(fā)電站輸出功率會(huì)產(chǎn)生比較明顯的間歇式的波動(dòng)變化，或者光照不夠?qū)ΨQ問題，進(jìn)而導(dǎo)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(guān)注，并且有效應(yīng)對和處理，在處理的過程中要進(jìn)一步有效明確風(fēng)電場并網(wǎng)時(shí)注入電網(wǎng)的諧波的來源，其來源主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身配備的電力電子裝置引起的諧波和風(fēng)電場并聯(lián)補(bǔ)償電容器與線路電抗發(fā)生諧振產(chǎn)生的諧波。為了進(jìn)一步有效區(qū)別來源，在具體的應(yīng)對處理過程中，要充分結(jié)合系統(tǒng)和復(fù)合的參數(shù)，進(jìn)一步有效明確相對應(yīng)的斜坡阻抗，然后通過PCC 點(diǎn)諧波電流測量值對于用戶的諧波電壓發(fā)射水平進(jìn)行科學(xué)合理的分析和判斷。同時(shí)也可以進(jìn)一步深入研究用戶波動(dòng)與背景諧波變化對公共聯(lián)結(jié)點(diǎn)諧波電流、諧波電壓的負(fù)面影響，然后采取之相對應(yīng)的，以用戶為主導(dǎo)的波動(dòng)量篩選原理的用戶諧波發(fā)射水平估計(jì)方法。對于含新能源發(fā)電站的電網(wǎng)，正確區(qū)分配電網(wǎng)和新能源發(fā)電站在公共連接點(diǎn)產(chǎn)生的電壓電流諧波水平，這樣能夠更有效的監(jiān)測和治理新能源并網(wǎng)發(fā)電站的諧波污染，使其負(fù)面影響得到充分的消除和應(yīng)對處理，進(jìn)而促進(jìn)新能源并網(wǎng)發(fā)電質(zhì)量得到顯著提升，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行和電能的高質(zhì)量供應(yīng)提供必要的條件。

五、結(jié)束語

從上文的分析中可以充分看出，針對新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)而言，在實(shí)踐的過程中往往對于電力系統(tǒng)或者電網(wǎng)等等會(huì)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(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能出現(xiàn)的不確定性或者間歇性特點(diǎn)，然后把握相應(yīng)的影響因素和問題，并且從根本上進(jìn)行應(yīng)對和處理，利用風(fēng)電場和光伏發(fā)電站的實(shí)測電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，從饋線穩(wěn)態(tài)電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、頻率質(zhì)量以及諧波等相關(guān)方面有效操作，按照真實(shí)的案例進(jìn)行充分的分析和判斷，進(jìn)一步有效構(gòu)建新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)量測平臺(tái)和綜合評價(jià)體系，以此為基準(zhǔn)，進(jìn)一步融入智能電網(wǎng)建設(shè)成效和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)的監(jiān)控和反饋各種分布式能源發(fā)電機(jī)組的用能及耗能情況，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建應(yīng)急通信指揮調(diào)度系統(tǒng)，以此進(jìn)一步有效強(qiáng)化電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，使電力云信息安全平臺(tái)發(fā)揮應(yīng)有的效能，從而在最大程度上提升電網(wǎng)的運(yùn)行應(yīng)對能力。

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