新能源并网发电对配电网电能质量的影响

王豫琦

摘要：新能源接入配电网后，尽管扩大了发电容量，然而因新能源供电体系存在间歇性及不确定性问题的缘故，难免会影响原有配电网系统电能质量。因此本文将在分析新能源并网发电类型及特点的基础上，对新能源并网发电对配电网电能质量的影响进行分析，并探讨了提升新能源发电并网质量的措施，以供相关的工作人员参考借鉴。

关键词：新能源;并网;发电;配电网;电能质量;影响

1新能源并网发电类型及特点

新能源形式主要包含由太阳或地球通过运动产生的太阳能、光能及风能等，与传统能源相比具备污染少、储量大等优点，在化解当前资源枯竭、能源污染的难题方面发挥着至关重要的作用。太阳能及风力发电等新能源发电方式，在季节及时间方面的要求极强，发电机组在光照或风力充足的前提下方可满负荷运作，从而达成向对应公共电网输送大量电能的目标。然而，当发电机组面临无光照或风力不足的情况时就会停止运转，这也突出了新能源并网发电间歇性的特点。

2新能源并网发电对配电网电能质量的影响

2.1电压的影响

现阶段新能源发电主要包含风力和太阳能两种类型，无论太阳能还是风能都属于清洁性能源，并且可以实现循环应用。不过在发电过程中会受到自身特点影响，比如太阳能发电光照强度将会影响发电量，并且夜晚无法接受的光照自然难以产生电能，其次很多地区光照强度较大，这也导致在发电量上存在差异，并且出现发电率输出功率波动较大的问题，而电压变化大必然会对配电网系统造成负面影响。另外风力发电主要受到风速影响，相比太阳能发电更容易引发功率波动，风速高低始终处在不断变化的状态下，所以发电过程中功率波动较大，同样会影响配电网与电能质量。除此之外新能源发电在开始阶段、运行阶段以及停止阶段，都会存在显著的变化，输出功率变化也会影响电压，同时会给电力系统造成较大压力，引发严重的电压波动事故。因此需要采取科学合理的防范措施，在电压变化过程中进行预防，就能增强新能源发电并网的安全、稳定。

2.2频率的影响

相比传统的发电方法，新能源发电技术最大的特点就是随机性，如果采取新能源发电并网，电力系统总体发电容量超过规定，就会造成配电网频率波动过大的问题，对配电网电能质量造成冲击。例如在风力发电技术中，风电场存在的功率波动，会对电力系统造成很大影响，如果把影响通过函数的形式转化，就能明确风电场输出功率波动与火电机组转速变化，从而获取影响配电网运行质量的频率数值。由此可见新能源發电并网过程中，需要注意对配电网频率的冲击，可以结合模型展开计算，对配电网频率实施有效监测，以此来减小对配电网电能质量造成的负面影响。

2.3并网谐波的影响

新能源发电技术会受到自身与外界等因素影响，从而形成相应的电压电流谐波，这也会对配电网电能质量造成影响。比如在光伏发电技术中，光照强度、阴影变化都会影响发电功率，而发电功率的变化就会造成谐波污染与电压波动问题。除此之外发电机组本身也会形成谐波畸变，为了能够确保直流电与交流电转换，光伏发电系统往往会使用大量电子转流器，这也是产生电流谐波畸变的重要原因，电抗器与电容器的谐振规律则会大大提高谐波畸变强度，另外电容与电抗的相互作用也会产生谐波畸变，对配电网运行造成影响。虽然可以采取合理的补偿措施，保证并网系统运行平衡，但是新能源配电网系统要更为复杂，及时采取合理补偿措施仍然会造成谐波现象。

2.4孤网的影响

在新能源发电并网过程中，配电网出现失压现象时，风力与光伏发电还会持续运行，并且对已经失压的配电网继续供电，这时就会产生独立运行的状态，最终形成新的平衡网也就是孤网。孤网中的电压与频率不受大配电网控制，并且无法借助大配电网对其展开操控，如果造成孤网现象，并且接收功率发生变化，必然会对孤网系统造成显著影响，其中电压与频率的变化十分明显，可能存在超出允许值的风险，对整个电力设备造成损害。

3提升新能源发电并网质量的措施

3.1优化储能及新能源的协调控制

首先，在管理和控制储能及新能源整合发电的环节中，个别规划中将分散式控制管理模式及协调控制分别设置为主要和次要管理方向，实现了一定的优化。同时，也可引入与风险约束相关的广域协调调度方式。其次，新能源并网后，通过储能与大规模性能源联合发电系统的综合利用，在促进风电、光电爬坡率得以实现优化的基础上，尽可能地满足国家规定的新能源并网中风电、光电有功功率变化。针对储能充电、放电行为因光电、风电功率波动产生变化的情况，可引入超前控制方式，在光电、风电功率短期波动方面能够达成一定的控制成效。在合并蓄电池与超级电容的基础上形成储能，能在一定程度上抑制不同时期新能源的输出功率。尽管上述方法因实用性、经济性等综合因素影响的缘故，尚未全面投入实践应用中，但其本身具备不可忽视的优势，拓展了新能源并网后优化电能质量的新思路。

3.2合理控制电能质量

新能源并网后难免会影响电力系统，此时应以电能影响的具体内容为根据，做好配电网系统设备完善工作。通过优化布局和设计电力系统，针对闪变及波动易发位置做好电力滤波器的加装，控制电压波动处于标准范围内，从而为其运行稳定性提供保障。

3.3配电网调度控制

在确保配电网调度控制科学性和系统性的同时，加大新能源的利用程度。以负责发电计划、实时协调及自动控制发电量的各个机组为对象分析其运行情况，引入针对性的控制措施，能使各机组实现更密切地配合，平衡区域级配电网功率。该过程中，一般都应用了联络线频率偏差控制技术。结合自动发电量控制技术、电压无功功率自动控制系统，向新能源并网系统下达调度指令，监测、控制系统无功功率及有功功率。要想实现配电网的稳定、安全运行，需要在配电网中接入安稳控制系统并作为配电网安全防御体系之一，在联合继电保护装置的基础上，最大限度地控制后续可能出现的各类干扰及影响因素，在避免电力受损的同时，还能消除发生电力事故的可能性。

3.4无功电压控制

无功电压控制系统功能的实现建立在风电机组、光伏逆变器及无功设备特性的基础上，在各类无功设备统筹的前提下，结合各设备间性能的差异即可控制整个区域范围内不同节点电压，确保其始终处于规定范围内，如此即可实现区域内电力系统电压安全性的提高。就无功电压控制技术而言，主要包含下述几方面：一是同步开展功率预测与无功电压控制，将功率预测结果融入无功电压控制中，联合各个无功设备形成的响应时长后，结合大容量、静态调节设备合理调控大规模间歇性新能源场站内无功电压。情况必要时，通过小幅波动动态装置的运用，可使电力系统能够保持稳定、安全的运行状态。二是以新能源场站群为对象，通过无功电压控制方式的应用，确定电压控制的中枢点为场站群汇集升压站，形成场站内升压变压器的高压侧电压，此时能体现出适当的约束效果，在与变电站与场站内无功调节装置联合之后展开有效处理。在该方式的运用下，能为区域内电压提供稳定性保障。

4结束语

随着环境污染和能源短缺问题的日趋严重，新能源发电技术得到了快速发展。新能源并网发电在配电网的规模越来越大，其对配电网电能质量的影响也越来越大。为保证配电网运行的电能质量要求和促进新能源发电的发展，对新能源并网发电对配电网电能质量的影响进行探讨具有重要的现实意义。

参考文献

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