新能源发电并网对电网电能质量的影响分析

赵庆和

摘要：随着社会的快速发展，我国用电量也与日俱增。如果单纯地依靠化石燃料的燃烧发电，那么化石能源的储存量是远远不够的，因此需要开发新能源。新能源的无污染及可再生特点，对于人们的生活环境具有十分重要的意义，但也存在一定的缺陷。例如，新能源并网发电技术虽然替代传统的发电，但是其技术不够完善，且发电并网对电能的质量产生一定的影响。基于此，对新能源发电并网对电网电能质量的影响进行了详细分析和探讨，以供参考。

关键词：新能源发电;并网;电能质量

引言

新能源具有非常大的应用价值，而且符合生态与经济效益，面对新能源并网中的不良影响，需要强化研究和分析，然后通过相关的技术手段来消除谐波、孤网等问题，提升新能源并网的有效性和科学性。本文主要分析了在新能源并网的模式中给电网电能所造成的不良影响，并且就如何消除影响提出了建议。

1新能源发电并网的类型和特点

1.1新能源并网发电的类型

现阶段，新能源并网发电的形式逐渐得到推广。新能源具有无污染、可再生等优势，新能源发电的类型主要有风能发电、太阳能发电、以及水利发电等。随着社会的不断进步，传统能源发电以及人类活动给社会环境带来了严重的破坏，同时能源消耗持续能加，导致传统的能源日益减少。此时新能源发电开始逐渐替代传统的能源发电，因此加强对新能源发电的开发和研究对于人们的生活和社会发展都具有重要意义。

1.2新能源并网发电的特点

新能源发电对于环境保护和解决传统能源稀缺问题都具有十分积极的意义，但是与传统的能源发电相比，新能源本身具有一定的间歇性特点。例如，风能和太阳能，如果将风能和太阳能作为发电的主要能源，那么发电设备对于风能和太阳能的需求量就十分大;对于特殊季节或者是天气，如果出现光照或者是风力不足，就会导致发电设备无法满负荷的运行，进而无法制造出大量的电能来输送到公共电网中。

2新能源发电并网对电网电能质量产生的影响

2.1谐波

在电力系统中，谐波的危害较为广泛，不仅会影响设备运行的可靠性，还会导致电能浪费的现象，所以必须控制谐波的产生，对风能发电而言，其发电设备本身就会造成谐波问题，尤其是恒速发动机的启动环节，非常容易出现谐波现象。而对于变速的发动机而言，主要是利用整流方式与电网相连接，比较容易在切换频率的环节引法产生谐波，而且产生的影响较大。另外一类导致谐波的情况是，发电系统中存在着相应的补偿装置，其与线路电抗一起时就可能会造成谐波问题。另外，由于新能源发电与自然环境情况息息相关，在光伏发电中，随着光照强度的不稳定，包括各种遮挡所产生的光照强度差异，都会让电网运行中的输出功率出现变动，进而造成一定程度的谐波问题，比如在并网后的光伏发电中，如果天气处于阴晴变化的状态，就监测到电网中的谐波污染程度随天气状态发生变化。

2.2对电网频率的影响

在新能源发电并网的过程中，如果发电站的发电量在电力系统发电量中的比例增加，那么新能源发电机组会因为其本身的不稳定而出现随机性，进而导致电网内频率出现异常波动现象。这样的情况会导致电力系统和用户本身都受到严重影响。如果把风力发电厂与火力发电厂的功率波动，看作是风力发电厂与火力发电厂机组转速变化产生的波动，再针对系统频率建立一个评估模型，数据显示在火电机组自动发电系统中，0.02～10Hz的功率波动对于电网产生的影响最大。

2.3孤网

这种影响会直接危害到电网的安全性，但大电网的电压减小时新能源发电往往会持续进行，不断给失压的大电网提供电能，同时与本地负载相联，进而生成了全新的平衡状况，导致孤网现象的出现。在这样的情况里，电网中的相关要素会发生波动情况，比如频率波动或者电压波动，如果这两种要素的波动过于严重，超过电网运行的可靠标准，就会增加设备的安全风险。而线路系统也可能发生紊乱，常见的就是自动跳闸问题，而且一旦负载容量大于安全标准，就会给逆变器造成严重的负荷，主要表现为设备的稳定上升，最终引发起火现象，这对于维修人员的安全是非常严峻的威胁。

2.4间接性和波动性发电

新能源的供应往往和自然环境息息相关，如果在新能源发电中遇到地理或者气象状况的影响，就容易出现间接性发电的情况，而能源的转换效率即为波动性。在风能发电中，由于风能与其速度之间为正向关系，而风速属于自然条件的范围，具有明显的不可预测性，也无法对其实施控制，这就限制了风能发电的稳定性。而在光伏发电中，主要的影响因素为光照情况，受气候天气的控制，也存在着稳定性较低的问题。正是由于这些客观情况的干扰，使得新能源发电中的电能本身就存在品质问题，在流入电网的过程中可能会对系统产生冲击，这是由于电能波动会导致加强的电流，在這些电流的影响下，就容易损伤到电网系统，比如风电场中的电压可能会突发性增强，再加上风电场设备中缺乏有效的调节装置，就会扩大强大电流对于风电场的冲击，非常容易导致风电装置的损坏。

3应对新能源发电并网对电网电能质量影响的措施

3.1解决谐波带来的影响的措施

谐波出现是因为电子设备而导致，无论是风力发电机本身存在问题还是并联补偿电容器与线路出现了问题，都是能够避免的。因此，在风力发电厂中，必须要避免单独升高或者是降低风速的情况，对于风电机要避免进行集中连接，以免局部的谐波电压增加。可以采用不同的风机混合装置，然后对电力系统装配合理的谐波过滤装置，避免电网中的谐波影响，同时在产生谐波时适当地应用动态及静止无功补偿装置。

3.2并网标准的一致化

虽然新能源发电已经持续多年，也做了很多的相关研究，但是在统一标准方面的认知较低，对于电能稳定性缺乏必要的了解和分析，无法全面认知到其对电能品质的影响。同时，对于干扰电能运行状况的各项要素缺乏科学的掌握，相关的并网技术也处于探索阶段，关于新能源的并网还未能构建一致的标准，对于并网后系统的检测和控制技术也缺乏研究与应用。所以，为了完善统一的并网标准，一定需要强化对于并网标准的研究，发展出相关的科学技术，来支持并网标准的统一性。

3.3针对波动性和间歇性的解决措施

波动性和间歇性是由自然因素而产生的影响，虽然不能对自然条件进行控制，但是可以对设备进行控制。首先，对于发电并网的新能源设备，可以加入拥有规定的并网技术性能。其次，提升电网对于峰值的调节能力，加大电网对于波动和间歇问题的接纳能力。当然，在新能源发电系统中，装置必须要要具备有功功率调整与无功功率调整的功能。最后，在风力发电和光伏发电的发电站中很容易出现没有功率还在继续运转的损耗，所以新能源发电设备必须要具备无功补偿功能。

结语

综上所述，新能源并网是电网发展的新模式，解决了电能供应中的很多问题，但是由于新能源自身的因素以及相关技术的不足，目前还无法很好地处理并网之后对于电网电能的质量影响，比如随着新能源发电量的扩大，出现了电网频率不稳定的问题和更多的谐波现象，必须要强化并网技术的研究，并且研究和分析这些影响因素，通过技术措施来处理新能源并网面临的问题。

参考文献

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