新能源發電并網對電網電能質量的影響分析

張朝暉

摘 要：隨著人類社會快速的發展，對自然資源能源的消耗都十分巨大，這也就導致了傳統的能源數量逐漸的減少，由于傳統能源大多是不可再生資源，因此為了滿足人類生活生產對能源的需求，一些新型的能源逐漸的被開發出來，比如新能源并網發電，雖然代替了傳統的發電能源，但是目前相關的技術還不成熟，新能源發電并網對電網電能的質量存在著一些較為顯著的影響，主要體現在電壓、電網諧波、電網頻率三個方面，本文對此進行簡要的分析。

關鍵詞：新能源發電并網；電網電能質量；影響分析

1 引言

能源是人類社會發展的必要條件，各個領域的生產和工作都需要大量的能源來支持，而自然資源衍生出的傳統能源產量逐漸的減少，因此對新能源的開發和利用已經成為了人類社會發展的必然趨勢。以新能源發電并網為例，雖然有效的代替了傳統的發電能源，但與此同時由于技術上的不成熟以及一些其他因素，新能源形式的發電對電網電能質量的影響也較為嚴重，本文就對此進行簡要的分析供相關人員參考。

2 新能源并網發電的類型和特點

2.1 新能源并網發電的類型

新能源并網發電的形式逐漸的得到普及，在替代了傳統能源的同時，新型的能源往往具有綠色、可再生、無污染等優點，新能源主要包括：風能、太陽能、光能以及水利發電等等。目前，人類社會的發展給環境帶來了極為嚴重的破壞，并且能源消耗也十分的巨大，面對傳統能源日益減少的現狀，對新能源的開發和利用也具有了更加重要的意義

2.2 新能源并網發電的特點

新能源在對環境的保護以及解決傳統能源稀缺的問題上有著明顯的成效，但是相比于傳統的能源，新型的能源具有一定的間歇性。以風能和太陽能為例，相關的發電社會將風能和太陽能作為主要的運行能源，這就造成了設備對風能和太陽能的需求是十分巨大的，而在一些特殊的季節或者天氣中，光照或者風力的不足也就會導致發電設備無法進行滿負荷的運作，無法將大量的電能輸出到公共電網中。

3 新能源并網發電對電壓的影響

3.1 饋線穩態電壓

國內的電力系統在對電壓進行調節時，主要利用投切電容器和調節有載調壓的變壓器分接頭的方式來實現，對于一些動態無功的電壓調節設備是很少使用的。對著新能源應用的逐漸普及，相關人員逐漸的發現新能源并網發電站不斷波動的發電頻率對線路本身符合潮流的波動會產生極為嚴重的影響，這對電壓的調節工作來說也會產生一定的阻礙，傳統的電力系統電壓調節的方法與新能源的發電方式不匹配，因此需要對傳統的電壓調節方式進行改進。

3.2 電網電壓的閃變

在對新能源發電并網進行應用的過程中，電網電壓的閃變是較為主要的問題，新能源并網發電站中發電機組的開機、停機以及投切發電站的補償電容器是電壓閃變發生的主要原因，新能源并網發電站在對電能進行輸出時所產生的功率上的波動對電網電能的質量來說具有著顯著的影響，而風速的變化時造成輸出功率變化的主要原因，與電壓的閃變有著直接的聯系。

4 電網諧波和電網頻率的影響

4.1 新能源并網發電對電網諧波的影響

新能源并網發電所主要利用的能源就是風能和太陽能，主要是風力和光伏兩種形式，在利用光伏的發電站中，由于逆變器絕緣柵雙極型功率開關的相關物理特性存在，并且脈寬調制控制法可以通過逆變器的形式對自身進行控制，這也是電壓電流諧波產生的主要原因。

4.2 新能源并網發電對電網頻率的影響

我國的電力系統在運行的過程中，電網的頻率相對穩定，通過調查的數據顯示，當利用光伏的新能源并網發電站自身的容量較少時，即使多臺發電機組同時進行投切也可以將電網的頻率控制在正常的范圍內，但是當新能源發電站本身所具有的容量占據了總發電量的較大比例時，隨機性較強的新能源并網發電會使電網的頻率無法避免的出現波動，這對電力系統和用戶來說是極為不利的。

5 新能源發電并網導致孤島情況

孤島情況的產生是由于在電網壓力降低之后，并網風力發電以及光伏發電仍然在對電網供電，會對失去壓力的電網持續供電，所以要與本地負載連接相互結合，保證其獨立運行，從而避免出現孤島情況。

孤島情況會使電網中的電壓、頻率等出現動態波動，當電壓和頻率的波動空間超過電網安全范圍，就會極大地影響到設備的安全使用。在孤島情況下，線路系統會經常出現自動跳閘的情況；而且也會在負載容量中出現變化，當容量超過指定范圍時，就會在便運器中出現超速負荷的情況，從而導致逆變器溫度超高，起火現象就會隨之發生。此時，維修逆變器的維修人員會受到嚴重傷害，甚至出現生命危險，所以就算重新合上電路的電閘，也不會起到作用。孤島情況不僅會對電力系統造成較大影響，同時也會危及用戶安全。

6 新能源發電并網的間接性和波動性發電影響

在對新能源并網發電進行利用的過程中，以將風力作為能源的新能源并網發電站為例，由于風能供應的間歇性和不穩定性，發電站所提供的電能也具有著間歇性和不穩定性，對于這些電能來說，控制的難度較高，對這些電能進行控制所產生的電流沖擊會造成電量頻率偏差以及電網閃變等等現象出現。為了避電網中出現瞬間障礙，就需要在風電場穿過低壓時就需要將電廠的電壓控制在較低的范圍內。只有提高電網對電量的接納能力，并將電網電量的調峰提高到合適的范圍，才能確保電網運行的穩定性得以保證。動態無功率以及功率調整這兩個功能在新能源并網發電機組中是極為重要的，無功消耗在并網發電站中是極為常見的，因此，無功補償功能在新能源并網發電站的系統裝置的應用功能中是極為常見的。

7 電能質量下降所產生的危害

電能的質量涉及很多個方面，其中較為典型的質量問題就是電壓跌落現象，在傳統的企業中，這種暫時性的電壓跌落并不會造成嚴重的影響，但是，在一些新興的電子設備生產行業中，不同電子設備對電壓跌落現象具有不同的敏感性，一些較為精密的電子設備在生產的過程中對電壓跌落的敏感度較高，而通常這種設備都是大規模生產的，因此，哪怕是暫時性的電壓跌落也會造成巨大的經濟損失。

8 結語

從上述分析可知，隨著人類社會的高速發展，對能源的消耗是十分巨大的，傳統的能源產量逐漸的減少，因此對新能源的開發和利用就顯得極為重要了，而隨著新能源發電并網的普及，由于技術的不成熟，一些問題也逐漸的體現出來，因此為了滿足人們生產、生活以及工作的需求，相關的人員一定要積極的對新能源并網發電技術加以不斷的改進和創新。

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