新能源发电并网对电网电能质量的影响研究

陈美仕

摘 要：近年来，我国经济保持稳步发展，诸多行业表现出良好的发展势头，能源消耗总量逐渐增加。人们开始积极寻找替代传统能源的方式，目前已经取得一些成果。新能源基本不会污染环境，可以逐步代替传统能源。在运用新能源的过程中，人们要考虑使用成本和能源利用率。本文首先概述了新能源发电并网，然后分析了新能源的种类和特点，详细说明新能源发电并网对电网电能质量的影响，最终提出建议，以推动新能源发电并网的持续发展。

关键词：新能源;发电并网;电能质量

中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）04-0128-03

Abstract： In recent years， China's economy has maintained steady development， many industries have shown a good momentum of development， and the total energy consumption has gradually increased. People are actively looking for alternatives to traditional energy sources， and some results have been achieved. New energy will basically not pollute the environment and can gradually replace traditional energy. In the process of using new energy， people must consider the cost of use and energy efficiency. This paper first outlined the grid-connection of new energy power generation， then analyzed the types and characteristics of new energy sources， explained in detail the impact of the grid-connection of new energy power generation on the power quality of the grid， and finally put forward suggestions to promote the sustainable development of grid-connection of new energy power generation.

Keywords： new energy;grid-connected power generation;power quality

人类社会的发展离不开能源，工业生产需要能源，日常生活也需要能源。长期以来，为了满足生产生活方面的需求，人们大力开发传统能源，但是随着需求量的不断加大，各种传统能源的数量快速减少。在这种情况下，开发和使用新能源已经成为社会发展的趋势。新能源可以替代传统能源，用于发电，新能源发电并网可以优化电网布局，提升电网电能质量。

1 新能源发电并网概述

新能源具有诸多优点，种类较多，如太阳能、海洋能、风能等，其逐渐替代传统能源。人们要大力发展新能源产业，缓解环境污染，解决能源短缺问题。和传统能源相比，新能源具有间歇性，如太阳能、风能。一些电力企业将风能和太阳能当作电能的主要来源，大力发展风力发电和太阳能发电产业，使得风能和太阳能的需求不断增加。但是，一旦遇到无风、阴雨天等情况，就会影响新能源发电设备的正常运行，导致发电能力下降[1]。

现阶段，部分地区大力发展经济，却忽视环境保护，酿成严重的环境污染，各种传统能源的消耗量快速增加，导致传统能源储量快速减少。在这种情况下，积极开发和使用新能源具有十分重要的作用。新能源发电并网形式多样，当前，人们要大力研究新能源发电技术和并网技术，大力推广和应用新能源，拓展新能源的发展空间。

2 新能源的种类和特点

2.1 太阳能

太阳能通常指的是太阳的热辐射能，太陽能的利用形式有两种，即光热转化和光电转换。作为一种新能源，太阳能基本没有污染，清洁环保，同时不会枯竭。当前，人们要大力开发太阳能，积极发展光伏发电产业，深入开发太阳能资源。并网光伏发电系统结构框图如图1所示。

2.2 海洋能

海洋能指的是依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能等形式存在于海洋中。海洋能是一种新能源，不仅可以再生，还不会污染环境。因此，海洋能属于清洁能源。

2.3 风能

风能是指空气流动所产生的动能，它是太阳能的一种转化形式。风能属于可再生的清洁能源，储量大、分布广，但它的能量密度低且不稳定。在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源加以开发利用。风力发电是一门综合性的工程技术，通过风力发电机将风的动能转化成电能。风能十分丰富，近乎无尽，分布广泛，其开发利用可以有效缓解温室效应。风力发电实物图如图2所示。

3 新能源发电并网给电网电能质量带来的影响

3.1 新能源发电并网给馈线稳态电压带来的影响

分布式电源接入的电压稳定调节需要借助多种装置，如变压器、动态无功调节装置，多种装置相互配合。在开展电压调节时，如果新能源电网的接入比例较高，就可能会使发电站线路负荷过大，无法确保电力调整稳定开展，因为发电站功率存在波动现象。通常，在进行新能源发电并网时，两个发电站的距离设计十分重要。如果新能源发电站和主发电站的距离较大，那么负荷比例会随之变高;相反，如果新能源发电站和主发电站的距离较小，那么负荷比例会随之变小。负荷比例和距离大小存在密切联系，负荷比例不断增大时，发电站上游输送功率极易出现逆流，电压没有均匀分布[2]。

3.2 新能源发电并网给电网频率带来的影响

电力系统运行时几乎不会出现电网频率不正常的现象，即使运用光伏发电，发电站容量较少，也不会给电网频率带来过大的影响。近年来，电力企业开始广泛运用新能源发电并网，随着时间的流逝，其运行方式不断发生细微变化，电网频率出现异常现象的次数逐渐增多，电网频率异常给电网电能质量带来较大的影响。借助新能源发电时，受总发电量不断变化的影响，新能源发电机组的使用率会逐渐提高，发电站电网频率会出现不正常变化现象。

3.3 新能源发电并网给电网谐波带来的影响

在新能源发电系统中，电力电子装置是必要的发电装置。该装置具有多种优势，然而，其构造十分特殊，在实际运用时常常会发生直流谐波问题，影响电力系统的运行水平。光伏并网发电是一种先进的发电方式，时间的改变和光照的强弱都会影响发电效率，甚至导致电流谐波被污染，诱发各种问题[3]。

4 推动新能源发电并网发展的建议

4.1 协调新能源和控制储能的关系

近几年，电力企业设计和开发出一种以分散控制为主、协调控制为辅的控制模式，积极协调新能源和控制储能的关系。电力企业设计并开发出广域协调方式，通过广域形式协调常规发电机组、储能和具有间歇性的新能源[4-7]。电力企业可以借助超级电容和蓄电池构建储能系统，有效应对新能源每个阶段输出功率的变化。虽然其还没有广泛应用于电力系统，但是储能是新能源发电并网的重要保障。

4.2 无功电压的控制

新能源开发基地要按照分区原则，加强对无功电压的控制。无功电压控制系统主要由光伏逆变器等设备构成，这些设备能够帮其实现各种功能。人们要统筹各个无功设备，借助各个无功设备的不同功能，确保区域里每个节点电压不超过合理范围，提升区域电力系统电压的安全性。当前，人们要加强无功电压控制技术研究[8-10]。一是借助无功电压控制开展功率预测，结合每种无功设备的不同响应时间，利用各种大容量和静态调节设备，调节和控制新能源发电站中的无功电压，使系统在暂态下提供电力，发挥支撑作用。二是在新能源发电站中借助无功电压控制方式，加强对汇集站和升压站的管理，更好地控制电压，同时发挥升压变压器的约束作用，而无功调节装置能够发挥自身作用，确保区域内整体电压的安全性和稳定性。

4.3 控制电网调度

当前，电力企业要优化和升级新能源发电技术和并网技术，加强电网管理和调度控制，充分利用各种新能源。人们要全面分析执行各项任务的机组实际运行状态，加强对各个机组的控制，使其在运行过程中更好地配合，保证区域内电网功率的平衡[11-14]。其间要借助联络线频率偏差控制技术，给新能源发电并网系统下达各种工作指令，对其无功功率和有功功率开展监测和控制。如果想逐步提升电网实际运行的稳定性和安全性，就要把控制系统添加到电网中，完善电网安全防御体系，有效应对各种隐患，减少电力损伤，防止发生电力事故，保障电网稳定运行。

5 结论

新能源发电并网会影响电网电能质量，可能影响电网的正常运行。要想实现新能源发电并网，推动电力系统的可持续发展，电力企业需要不断努力，积极优化电力系统，升级电力技术标准，为大众提供安全和稳定的电力资源。

参考文献：

[1]李汉波.新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].中国科技纵横，2018（23）：160-161.

[2]张朝晖.新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J].装饰装修天地，2018（24）：375.

[3]张鸿魁.新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].华东科技（综合），2018（5）：213.

[4]宋平凡，佟胜伟，段森园.新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J].通信电源技术，2019（12）：139-140.

[5]杜梅，叶涛.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].数字通信世界，2019（7）：144.

[6]黄薪余.浅析新能源接入对电网电能质量的影响[J].通讯世界，2018（11）：121-122.

[7]吕志盛，闫立伟，罗艾青，等.新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].华东电力，2012（2）：251-256.

[8]郑重，耿华，杨耕.新能源发电系统并网逆变器的高电压穿越控制策略[J].中国电机工程学报，2015（6）：1463-1472.

[9]耿华，刘淳，张兴，等.新能源并网发电系统的低电压穿越[M].北京：机械工业出版社，2014：66-67.

[10]徐潜，唐凌云，李西.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（9）：146-147.

[11]田廓，董文杰.需求侧响应及输电约束条件下大规模新能源发电并网机组组合模型[J].陕西電力，2019（1）：54-58.

[12]杨光照.新能源发电并网谐波对电能计量的影响研究[J].科学与信息化，2019（8）：62-65.

[13]宋平凡，佟胜伟，段森园.新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J].通信电源技术，2019（12）：139-140.

[14]张超.新能源发电并网对电网电能质量的分析研究[J].中国设备工程，2019（19）：230-231.