新能源发电并网对电网电能质量的影响研究

尹冲 浙江昌能规划设计有限公司 陈欢 檀军 浙江南都能源互联网运营有限公司

无论是社会发展还是日常生活，都离不开高效、稳定的电力供应。从环保角度来看，新型能源的产电技术将会逐渐取代传统的技术，我国要实时调整电力供应结构。但是，我国新兴能源产电技术起步较晚，所以关键技术还有待进一步发展和突破，工程技术人员需要进一步研发和应用新能源产电技术。

一、新能源发电的优点

在现在社会中，铺张浪费逐渐被世人诟病，俭省节约是大众所提倡的。在探究新能源的初期，人们就在设想，假如传统资源都是有尽的，那么能不能开发一种或者一类可以无尽使用的能源。人类的智慧是无穷无尽的。跟煤、石油、天然气一样，风、水、太阳等也是一类自然资源。那么如何利用这些资源去进行发电是人们一直以来所探讨的问题，在不断的探索与实践中，建成了许多风力发电机，许多像三峡大坝、小浪底大坝一样的水力发电，甚至具有里程碑意义的核电站等，这些人类智慧的结晶都代表着时代的进步。人类总是处在不断探索发现中的，只有敢于设想才会有可能实现。现在，在我们的无畏创造下，国家在不断建设这些风力、水力、太阳能、核能的发电站，而大幅度的减少燃烧传统资源进行发电，这些新能源不但可以做到可循环利用，最大的优势便是环保，不会产生任何对环境不好的东西。如今虽然社会在飞速进步，但是环境污染却日益严重，环境的破坏影响到人们的正常生活，所以政府出台一系列措施想要从源头就遏制污染，而新能源发电就是响应政府号召最好的例子，正因如此，新能源发电才会越来越受社会的追捧，越来越受民众的喜爱，以后也会越来越长久的发展下去。

二、新能源发电并网对电网电能质量的影响

（一）新能源并网对电压方面的影响

新能源发电主要是依靠太阳能、风能等清洁能源，这些能源能够循环使用，在自然界中广泛存在。太阳能发电系统受光照的影响较大，白天与夜晚的发电量相差很多，夜晚接受不到光照，几乎不产生电能，在光照照射强度较大的地区，会长时间接受光照，生成的电量较多，而在光照时间较短的地区，发电量则相对较少，这种差别会导致发电输出功率波动较大，使电压变化较大，对电网系统产生一定的影响。风力发电厂会选择风力较大的地区，会受到风速的影响。风速的变化很容易造成风力发电功率波动，严重影响电网的稳定运行。在采用新能源发电过程中，会在开始、工作和停止的过程中出现变化，导致输出功率的变化，影响电压的输出。这种波动很容易给电力系统带来压力，发生电压的波动事件。电网的并网短路容量值越大，电压的波动就越小。经过研究发现，在电压变化过程中，通过制定科学合理的防范措施，可保证新能源并网对电力系统的影响。

（二）对电网谐波的影响

我国新能源并网主要以光伏发电站、风电场为主，其在谐波方面的影响如下：（1）并网光伏电站运行时，光照变化会导致光伏电站输出功率出现波动间歇变化、引发谐波污染。（2）风电场并网谐波主要来源机组电力电子装置、风电场并联补偿电容器与线路电抗谐振作用。

（三）对电网频率的影响

传统电力系统运行过程中出现频率异常的概率是很少的，根据相关并网光伏频率变化数据可以知道，即使光伏发电站容量较小时，也可以允许多台机组投切，而不会出现电网频率受限的情况。而在新能源发电站的发电容量占电网内总量比例逐渐增大时，由于新能源发电机出力的随机性，就可能导致整个电网系统频率出现波动，由此对用电用户或整个电力系统的正常运行产生不良的影响。根据相关实验数据并建立风电功率波动对电力系统频率的评估模型后，我们可以得出0.01-1.0Hz的功率波动对整个电网系统的影响最大。

三、电能质量的处理措施

针对上述问题可知，新能源发电并网对电网电能质量的影响较大，为保证我国新能源产业持续稳步发展，必须要采取以下处理措施：（1）安装电能质量调节装置。在电网运行中，改善电能质量最常见的方法就是安装动态无功补偿装置，快速调节无功功率，保证电网电压稳定。动态无功补偿器的主要安装位置为新能源出口低压侧，根据接入点电压偏差量控制所补偿的无功，稳定接入点电压。针对新能源并网导致的谐波问题，可安装多脉冲换流器、电力滤波器，有效吸收谐波电流，保证电网稳定运行。其中，光伏电站并网，可采用多功能逆变器，使得光伏电站逆变器兼具滤波功能；风力发电场，可在谐波水平较高母线上安装静止无功补偿器，综合滤除谐波。（2）采用超级电容器改善电能质量。超级电容器作为一种储能装置，可有效控制电网有功、无功功率，改善电网电能质量。从超级电容器自身性能分析来看，其功率密度高、充电速度快，可有效解决瞬时停电、电压暂降/骤升等问题，平滑电压波动。

四、结语

新能源的开发与利用符合当代社会发展的主题，被人们所广泛接受，新能源发电技术还是存在漏洞，需要日益完善，想必在不久将来，新能源发电会完全取代传统发电模式。国家在并网标准方面也许严格控制，严格保障并网后电网电能的质量。