新能源并网对电力系统电能质量的影响

新能源并网对电力系统电能质量的影响
摘要：由于社会对能源的日益增长，新能源技术越来越受大家的关注，其应用价值也越来越多地发挥，但在并网发电系统中，很容易出现诸多影响电能质量的因素，比如谐波、孤网、间接性发电、波动性发电、电网频率、并网标准等。

如何评估这些因素对电能质量的影响就成为热门的话题。

为了满足配电网络的供电品质要求，推动新能源的发展，需要深入探讨新能源并网发电对电力品质的影响。

关键词：新能源并网；电能质量；措施
引言
新能源的开发和利用已成为当前能源发展的重点。

新能源并网采用先进的技术，可以将太阳能、风能转换成电能资源，满足对电力的可持续发展需求。

新能源并网使能源结构更加多样化，但同时也会对电网的电能质量造成一定的影响，所以需要通过各种优化手段来改善其使用效率。

1简述电能质量
电能质量是指电网提供的电能满足国家电网的技术规范和技术标准，为用户提供安全可靠优质的电能，一般用电压、频率、波形来测量。

电压质量主要由电压偏差、三相不平衡、频率偏差、过电压、欠压、电压谐波和电压起伏等因素来判定。

电流的特性主要有电流谐波、陷波等。

电力供应质量分为技术和非技术两类，非技术层面主要体现在电力价格、电力服务等用户反映问题上；技术上的问题在于电压的质量与可靠性。

2新能源发电并网对电网电能质量的具体影响
2.1影响电网谐波
新能源发电系统中，产生谐波的方法有两种。

比如从风能来说，一是由于风
电机组自身安装的功率电子设备会产生谐波。

恒速风电机组与电网直接连接，在
其软启动时，必须利用电力电子设备将其与电网连接，从而引起谐波。

而变速风
力发电机，是由整流器与变频器连接到电网，若开关频率刚好处于谐波的区域，
就会造成很大的谐波问题；二是风电机组的并联补偿电容会与线路电抗产生共振。

在风电机组中，要实现无功就地平衡，必须安装并联补偿设备，但是由于电网的
谐波时有发生，加上电网本身的复杂，在一定的情况下，会产生谐波的放大，乃
至整个系统共振。

因此，在风电场中应尽量避免采用单一变速或恒定速度的风电
机组，以免造成局部电网的谐波电压偏高，因此建议采用多种风机混联。

2.2影响电网频率
新能源的分布很广，而且分布也不是很均匀，目前国内还没有一个统一的新
能源并网标准。

没有统一的技术标准，也没有统一的测试技术，而且在检测的过
程中，也存在着一些问题，所以需要不断改进。

现阶段，国内还没有针对大中型
新能源并网过程中出现的问题进行专业分析，导致电网运行和调度的各种影响因
素都没有得到应有的结论，网络接纳技术还有待进一步的研究和探讨，以国内现
有的技术水平，很难将其连接到一个完整的测试体系中。

2.3影响馈线电压稳定
光伏发电利用的是太阳能，发电效率受到温度、光照等因素的影响，白天的
温度和光照有很大的差别，晚上的时候由于没有阳光，所以光伏的输出功率会发
生很大的变化。

新能源发电受到风速的极大影响，因此，通常在新能源资源丰富
的地方建设。

在新能源发电机的停机、开机、出力等过程中其输出功率会出现很
大的波动，使电压产生很大的波动，引起电压的闪烁和波动。

2.4波动性和间歇性影响
电能质量在新能源发电中，风机的输出功率取决于风速。

因为风的能量和风
速的平方成比例关系，而自然的风速又是非常不稳定的，所以很难通过人工的方
式来控制风量，从而使其输出功率发生很大波动。

太阳能光伏系统中，太阳能电
池阵列的输出功率主要取决于光照强度，因而受到气候、温度等因素的影响。

由
于风能、光电等因素的影响，在电网中引入大量的风能、光电等，使电网承受较
大的电流冲击，从而引起电网频率偏差、电压波动、闪烁等问题。

比如风电场的
电压降低，如果没有足够的电流通过，风力发电机很可能会在短时间内发生故障。

为此，必须将新能源设备纳入电网，使其具有一定的并网技术性能；在新能源系
统设备中，最重要的是有功调节和无功调节。

3新能源发电并网对电网电能质量控制措施
3.1谐波治理
通过对谐波的治理，可以有效地控制电力系统中的电力问题，提高电能质量。

目前，对普通谐波的治理主要从技术层面进行。

要想有效地治理谐波，必须从根
源上加以控制。

其中，采用被动式滤波器和主动式滤波器可以有效地降低电网中
的谐波电压。

被动滤波器是一种具有防御性的控制手段，它的作用是抵抗波动大
的谐波，以保证设备的安全。

有源滤波法与被动滤波法相比，它是一种积极的、
主动的方法，当设备中的谐波电压发生变化时，它会迅速地被切断。

3.2统一新能源并网标准
从目前的实际情况来看，目前国内对新能源并网的标准还不统一，有关法规
也不完善。

技术人员还没有完全了解整个电网的稳定性，也没有办法对新能源并
网发电造成的不利影响，更没有办法合理地解释和处理影响电网运行的各种因素。

有关部门、单位要对风电、太阳能等相关设备进行系统的建设，并对其进行严格
的控制。

在实际运行中，继续加大技术研发的速度，为新能源并网中的各种问题
提供科学、高效的解决方案。

要在全国范围内，推动统一的并网标准，明确新能
源并网的准入门槛，要求有关部门严格遵守并网规范，从根本上保障新能源并网
的安全性和有效性。

3.3加大电压闪变与波动控制力度
增设优良补偿装置、动态电压恢复设备。

新能源并网技术应用中，电能质量
控制主要表现为电压闪变控制、波动控制。

可增设优良补偿装置，搭配动态电压
恢复设备，及时对新能源发电并网系统中的能量进行储存，设置储存单元，实时
对无功功率进行存储，根据实际情况适当为系统提供无功功率，结合运行需求对
有功功率进行补偿，使电能质量实现单元化、阶段性控制，提高稳定性。

3.4解决波动性和间歇性的建议
新能源发电的波动与间断性受自然因素的影响，尽管无法改变其自然状况，
但可以通过改善发电设施来弥补这种不足。

首先，要对新的发电设备进行持续的
测试，以满足目前的技术要求。

其次，就整个电网而言，要持续增强电网对电力
需求和传输峰值的调控能力，以提高电网对波动性间接性电力的总体接受能力。

另外，新能源的电力系统还需要调整有功、调整无功，以减少新能源的电能波动
对电力品质的影响。

最后一种新的能源装置，就是要有无功补偿，才能避免因为
没有电力而导致的损失。

3.5采用电化学储能项目改善电能质量
电化学储能项目是提高电能质量的一种新方式，它可以对电网的有功无功进
行有效的控制，避免电网系统短路容量超标，从而提高电网的电能质量。

通过对
电化学储能本身工作特性的分析，它具有快速响应、较高的功率密度和较高的充
放电速度，能够有效地解决瞬时断电、电压暂降/上升等问题，并使电压波动平稳。

另外，为了适应新能源电网的不断发展，必须从电网结构上着手，改善电网
结构，合理选择线路的电抗、电阻比例，以有效地降低电网的电压波动和闪变。

结束语
随着可持续发展，新能源如太阳能、风能等逐渐在电网中得到了广泛的应用，新的并网方式逐渐成为电力工业的主流，并网方式的出现使电网向多元化发展，
但同时也会对电网的供电质量造成一定的影响。

为了改善电网的整体电能质量，
需要采取相应的控制措施。

相关的技术部门与工作人员必须要不断研究和完善相
关的技术标准，进而确保广大群众能够拥有安全稳定的电力资源。

参考文献
[1]陈美仕.新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].河南科技，2021，40(04):128-130.
[2]汪其锐，孙丰霞.电网电能质量受新能源发电并网的影响分析[J].电力设备管理，2021，(01):132-133+170.
[3]段炜.新能源发电并网对电网电能质量的影响[J].集成电路应用，2020，37(11):126-127.。