新能源并网对电力系统电能质量的影响 刘彬

新能源并网对电力系统电能质量的影响刘彬
发表时间：2020-08-11T14:53:47.500Z 来源：《基层建设》2020年第10期作者：吴国栋刘彬
[导读] 摘要：当前，我国传统的能源结构已经无法满足当前可持续发展的要求，而新能源的开发与利用成为当前能源战略目标的首要任务。

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摘要：当前，我国传统的能源结构已经无法满足当前可持续发展的要求，而新能源的开发与利用成为当前能源战略目标的首要任务。

以太阳能、风能资源为例，应用先进的技术，能够实现太阳能、风能向电能资源的转化，进而满足用电需求，实现电力网络的快速发展。

新能源并网虽然实现了能源多元化，但是，对电力系统中的电能质量产生了一定的影响，因此，必须要采取必要的优化措施，提高新能源并网的应用效果。

关键词：新能源并网；电力系统；电能质量；影响
1新能源并网对电能质量影响的具体表现
1.1对电压的影响
光伏发电利用太阳辐射的光热能量发电，容易受到光和温度的影响。

在不同的地点不同的时间，由于光线和温度的不同，发电量变化很大，导致电压的变化。

风力发电是利用风力发电机将风的动能转化为电能，受风况的影响很大。

为了减少这种影响，风力发电厂一般建在风速相对稳定的地方。

电压波动和闪变的主要原因是输出功率的影响。

在电力系统中，新能源机组在启停过程中会出现波动，电网也容易出现闪变和波动。

闪变和波动的程度与电网的短路容量比有关，因此需要选择合适的线路阻抗比，并采用电能质量抑制器来减小对电力系统的影响。

1.2对电源频率的影响
工频稳定性是衡量电网安全稳定运行的重要指标。

民用和工业用电有不同的频率要求，这是居民正常用电和安全生产的保证。

在电网的实际应用中，频率异常现象很少出现。

当发电机容量较小时，对电源频率的影响较小。

但是，新能源机组大规模并网后，新能源发电比例明显提高，电网频率也会发生变化，给电网安全使用带来隐患。

以应用最广泛的风力发电为例，风电场的功率波动符合一定的功能关系，小的频率变化会对电网产生影响。

如果单位穿透率为18%，则最大频率偏差将接近极限值。

为了尽可能减少新能源发电机组对电网的影响，提高新能源发电的比重，必须关注风力发电和光伏发电本身的间歇性问题，并进行合理调整，减少其对电网的不利影响电网。

1.3对电网谐波的影响
新能源电站的运行会受到自身和外界的影响，容易产生电压、电流谐波，影响电网的电能质量。

根据光伏并网发电的特点，光照强度、阴影变化和云阴影等问题将导致发电量的变化、谐波污染和电压波动。

另外，在新能源发电过程中，由于发电机本身的原因，还会产生一定的谐波失真。

为了实现直流电向交流电的转换，电子变换器将广泛应用于光伏发电系统中，但会产生电流谐波失真。

这些谐波电流波形不稳定，电抗器和电容器的谐振规律会加剧失真程度。

同样，风力发电系统中也有电抗器和电容器，电容器和电抗的相互作用会产生谐波失真。

这些原因引起的谐波电流和电压的畸变，给电网的安全稳定运行带来了隐患。

1.4对馈线稳态电压的影响
电力系统的运行过程中，电压的调节往往需要通过专有的设备来实现，比如，有载调压变压器分接头的改变、投切电容器，能够使得电压符合电力系统稳定运行的需求。

新能源并网以后，电力系统中的新能源发电往往占据了较大的比例，这种情况下，当发电功率存在较大的波动时，电力线路中的负荷也会随之发生一定的变化，此时，如果依旧采用传统的调压方式，往往难以保障电压的质量。

在电压调节过程中，必须要结合电力系统的运行需求，进行调压方案的改变，保障新能源发电良好的电压控制效果。

一般情况下，电网与新能源发电站往往存在着公共衔接点，在此衔接点，接入电网短路容量、输电线路阻抗、新能源发电穿透功率都会对电压稳态产生一定的影响，因此，新能源并网对电压的影响，需要通过对这些因素的控制与调节来实现，以保障良好的电压稳定性。

2提升新能源并网电能质量的相关措施
2.1协调控制储能与新能源
由于新能源并网后对电力系统电能质量产生了一定的影响，因此，为提高电能质量，有关部门与人员需要协调控制储能与新能源。

主要从以下方面来进行：（1）加强对储能与大面积新能源发电整合、并网的管理与控制，在一些特殊的环节，需要做好相应的协调控制工作，积极在相关领域分散控制管理模式的推广，保障新能源能够发挥其应有的作用，实现电力网络的多元化。

（2）加大在专业储能技术方面的投入，主要从加强新能源电网的管理着手，比如，积极推广与应用新能源发电装置，优化相关的发电装置，升级风电与光电的爬坡率，避免新能源并网中相关的限制。

2.2无功电压控制
新能源并网条件下，无功电压控制的实施，能够在一定程度上实现良好的电能质量控制。

当前，我国电力系统的无功电压管控方面，新能源并网逐步朝着分区域、分层次与就地平衡的趋势发展。

无功电压相关装置的管理上，相关部门需要结合电力系统电能质量的要求，科学进行无功装置的选择，保障多种无功设施能够实现良好的协调与配合，避免各种设备之间存在功能的差异性，将多个环节点电压控制在合理的范围内，保障在整个新能源并网电力系统的运行过程中，这些无功装置、设备设施能够发挥其应有的作用，实现良好的无功电压控制，提升电力系统运行的稳定性与安全性。

在新能源并网电力系统无功电压的控制上，需要从以下方面来进行：（1）无功电压的管理与控制与功率计算之间存在着紧密联系，相关人员需要结合二者之间的关系，采用相关的无功设施内部响应机制，发挥静态与大容量调换设施的作用，将间歇性新能源场中的无功电压加以科学管理，必要情况下，可以应用小幅波动的动态装置，提升新能源并网电力系统运行的稳定性与可靠性。

（2）将新能源场站群管理与无功电压管理相结合，提高新能源并网电力系统的电能质量。

2.3电网调度控制
新能源并网作为当前电力系统完善的一个重要措施，逐步成为电力系统优化的重要途径。

但是，由于新能源并网会对原有电力系统的电能质量产生一定的影响，因此，要最大程度上减小这种影响，相关部门必须要结合新能源并网电力系统运行的具体情况，加强对电网调度的控制，尤其是要加强在并网流程方面的管理与控制，使得在电力系统的运行过程中，能够充分应用系统性的电网调度，提高新能源发电的效益。

在电网调度的管理与控制方面，相关部门与人员需要保障所有的设备设施处于正常的运行状态下，使得各种设备可以在电力系
统内，发挥其应有的作用。

当前，在新能源并网电力系统的电网调度控制方面，有关电力企业逐步应用了联络线频率偏差掌控技术，该种技术的应用，大大提升了新能源并网电力网络的稳定运行。

2.4加强电能质量控制，完善相关的技术标准
新能源并网电力系统的运行中，存在着诸多的干扰因素，这些干扰因素的存在，严重降低了电能质量。

因此，相关人员在日常的工作中，需要加强对相关干扰因素的分析，在新能源并网系统内，严格对这些干扰因素的控制，保障电网系统能够得到最为有效的控制与管理。

具体来说，在电能质量的控制、技术标准的完善上，主要从以下方面来进行：（1）电压闪变与波动的控制上，需要结合电能质量的要求，在电力系统中，安装相应的电力滤波设备与装置，这些设备的应用，在并网系统内，能够在一定程度上引发电压的浮动，随后借助于相应的动态电压恢复装置，使得电网系统能够维持其正常的运行状态。

（2）谐波的控制上，可以应用静止无功补偿设备的应用来实现。

结论
随着化石能源的快速消耗和人们环保意识的提高，新能源开发受到了全世界的重视。

中国的新能源产业发展水平走在世界前列，但仍存在阻碍新能源产业持续发展的问题，需要加强技术人员培养，改进新能源发电技术，借助其他行业的先进技术，解决发电过程产生的可能影响电网安全的问题。

在发展新兴技术的同时，要拓宽新能源产品的市场，凸显新能源的优势。

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