新能源并网对电力系统电能质量的影响分析

白建强

摘要：随着社会经济的发展以及人们对生活质量的高标准要求，全社会各行各业对电力资源的需求与电能质量要求更高。与此同时，随着新能源的开发与利用，太阳能、风能等新能源在电力系统中也逐渐发挥作用，新能源并网过程中会对电力系统电能质量产生影响，本文通过新能源并网对电力系统电能质量的影响分析，给出相关的建议，避免或减小新能源并网对电力系统电能质量的影响。

关键词：新能源;并网;电力系统;电能质量;影响情况

长期以来，我国电力系统中以火力发电为主，火力发电对环境有一定的影响，且煤炭等资源的使用量较大。随着建设资源节约型社会的提出，不同行业领域都在积极探索，注重绿色环保材料、可再生资源的使用。风能、太阳能等新能源的开发与利用可改善供电现状，减少火力发电占比，但新能源在并网过程中也会对原有的电力系统产生影响，进而影响电能质量[1]。基于此，本文就新能源并网对电力系统电能质量的影响以及改善措施问题予以分析。

一、新能源并网对电力系统的影响

（一）对稳压系统的影响

新能源主要为风能、太阳能等，其在发电过程中对环境的依赖性较大，相应的易受到环境因素影响，表现为输出电压有较大的波动范围，新能源不稳定的电压在并入电网后会对整个电力系统产生影响。新能源容量调节会受到输出功率波动的影响，电网运行调节同样也会受到制约。现阶段，电力系统中的电压都是通过LTC调压接头、切电容器予以控制，新能源并网后因为自身电压的波动，使得整个电网电压也会出现不稳定，增加电力系统运行中的安全隐患，比如输出电压值的下降，影响到用电质量，电压不稳定会对部分用电设备产生影响，可能引起用电设备的损坏。

（二）对电压的影响

新能源在发电过程中使用的是清洁能源，且风能、太阳能等可重复利用，但是因为过于依赖环境，环境因素对其影响也较大，比如晴天与阴天、有风与无风，不同条件下新能源系统所产生的电能明显不同。尽管新能源建设过程中会考虑太阳、风等因素，但是因为太阳、风等本身随意性较大，造成新能源产生的电压也会有不同的变化，电网系统的稳定运行会受到影响。尤其是新能源开始发电、连续发电、结束发电等节点，输出功率波动范围大，致使整个电网的电压受到波及。有资料指出，新能源在并网过程中，如果短路容量值越大，则电压波动性越小，因而在新能源并网期间需要采取措施，考虑并网对电力系统电压的影响[2]。

（三）对电网频率的影响

电力系统保持稳定的情况下才能够保证各行各业用电设备的正常工作，电力系统不稳定的情况下会影响不同用电设备的正常工作。电网频率是影响用电质量的一个重要因素，根据对新能源发电的研究分析，电网中如果太阳能发电容量所占比例较小，此时整个电网使用频率可维持正常;但是当太阳能发电容量较大的情况下，其会因自身的明显波动影响电力系统与电能质量，增加电网运行隐患。风力发电期间也会引起功率波動，同样可对电网安全运行产生影响。为了保证电力系统的正常、稳定运行，需要尽可能减少新能源并网过程中对电力系统的影响。

二、新能源并网对谐波的影响

电力谐波主要由非线性负荷产生，谐波会增加电力设施的负荷，造成发电设备、输电设备、用电设备的效率下降;谐波还会使得无功补偿电容器出现谐振和谐波放大，致使电容器因过电流或过电压出现损坏或无法正常工作。新能源并网后因其自身发电输出功率、电压等受外界因素影响较大，容易出现不稳定，并网后可产生谐波电流，影响整个电力系统的稳定性。

太阳能发电输出电压为直流电，需要转换为交流电，整个过程需要逆变器等设备发挥作用，然后才能够并入电网中。风力发电中，风力机转速会影响风电机组的输出电压频率，并网时也需要变频器。新能源并入电网中使用的相关逆变器、变频器等在输入输出方面具有非线性特征，造成并网过程中产生谐波。

三、改善新能源并网对电力系统电能质量影响的措施

（一）电能质量的有效控制

鉴于新能源并网对电力系统电能质量影响较大，需要结合具体的影响情况，对电网系统相关设施予以完善。根据对不同时间新能源发电输出电压、功率等分析，可在电力系统中加入电力滤波器，通过有源滤波器能够实时监测谐波信号，并发出幅值相等、相位相同、方向相反的电流，实现对谐波电流的抵消，从而滤除谐波、抑制闪变、补偿无功等，提高并网后电力系统的稳定性，减少新能源并网所产生的影响。静止无功补偿器的安装也可以减少新能源并网时谐波的影响。通过相关技术手段的使用，提高新能源并网时整个电力系统的稳定性。

（二）新能源技术标准与规范的持续完善

传统火力发电与当前新能源发电在原理、设备等方面有着不同，相对而言，新能源发电中需要的技术手段更高，对此，应积极探索并形成统一的行业标准。注重对太阳能发电、风力发电技术标准的研究，保证不同地区新能源发电技术标准的统一性，有利于标准化进行不同技术设备的生产与研发。注重新能源并网过程中对电力系统电能质量的研究，针对不同影响进行试验分析，确定出不同新能源并网影响因素与可选择的措施等。注重新能源电网智能化研究，提高电力系统在线监测技术、电压校正、输出功率稳定等方面的技术研究，优化电力系统，尽可能地减少新能源并网中电压波动、谐波产生对电能质量的影响[3]。

（三）新能源建设的科学性与合理性

随着对新能源使用与开发的重视，不同地区均高度重视太阳能发电、风力发电的建设，但是因为规划与建设不合理等较多因素影响，存在一定比例的新能源在投入后没有及时并网，出现资源浪费、经济损失，因而新能源建设需要进行合理规划，需要充分考虑并调查不同地区的风力、太阳能资源等，保证风电或光电的发电质量，提高本身新能源发电的稳定性。

结束语

新能源并网对电力系统电能质量会产生较大影响，这与新能源本身发电中的输出功率、电压波动以及使用的相关设备有关，需要从多方面采取措施，提高新能源发电质量，减少新能源并网对电力系统的影响，促进新能源的持续发展。

参考文献：

[1]王黄磊，江涛，吴玉玲，等.计及新能源并网发电的配电网电能质量分析[J].电气自动化，2021，43（04）：20-23.

[2]王世杰，胡威，高鑫，等.新能源并网发电对配电网电能质量的影响研究[J].计算技术与自动化，2021，40（02）：47-52.

[3]张登义.分布式电源及其并网对电力系统的影响研究[J].科技风，2021（17）：193-195.