新能源發電并網及電網電能質量分析

陳川 國投白銀風電有限公司

1 新能源發電并網的類型和特點

1.1 類型

新能源主要因為太陽運動或者地球運動原因產生的能源，主要包括風能和光能以及太陽能等。對比新能源和傳統能源，新能源儲量比較大，而且不會產生較大的污染，因此合理利用新能源發電并網，有利于解決當前資源枯竭和能源污染等問題。

1.2 特點

風力發電和太陽能發電等新能源發電方式對于時間和季節都都都具有一定的要求，如果風力和光照比較充足，那么發電機組就可以實現滿負荷運作，在公共電網當中輸入大量的電能，但是如果風力不足，或者無光照，那么發電機組就無法繼續工作，因此新能源發電并網具有一定的間歇性。

2 新能源發電并網對于電網電能質量的影響

2.1 間接與波動性發電

風速直接關系到風能發電質量，在風速變化的影響下，風力發電會出現間歇性波動，同時依靠人力很難操控風速變化。此外風速具有一定的隨機性，因此很難控制。天氣和氣溫也會影響到太陽能，太陽能缺乏穩定性，同時又具備間斷性特點，因此發電電量無法穩定，在電網中并入這種電量，就無法有效的控制，導致強大的電流沖擊到電網，引發電網的閃變問題，降低帶你網頻率。

2.2 影響諧波

新能源發電并網發電系統當中，通常都是利用電力電子裝置，這種裝置也具備一些缺陷，會經常出現直流分量和諧波等問題，如果發生諧波問題，就會危害到電力系統，導致電網電壓出現畸變，電能質量也會由此受到影響，影響到電力系統的安全性，甚至還會直接到電力系統出現癱瘓的問題，社會生產和人們生活都會都要嚴重的影響。因此電力系統中需要配置濾波裝置，降低電網中的諧波含量，在諧波控制當中，可以合理利用無功補償裝置。

2.3 孤島現象

如果電網出現失壓的問題，那么新能源發電系統仍在進行供電，同時連接于本地負載，就會形成獨立運行狀態。電網控制不會影響到孤島中的電壓和頻率。如果負載容量比孤島逆變器容量大，那么逆變器就會出現過載的問題，進而燒毀逆變器。此外就會威脅到檢修人員的安全性，如果采取重合閘操作，線路就會發生再次跳閘的問題。因此需要加強檢測和預防孤島現象。當前功率預測和儲能技術是重點研究技術，并網必須要具備功率預測系統。

2.4 影響到電網頻率

新能源發電并網當中，增加電力系統發電容量的發電量比例之后，那么新能源發電機組就會具備隨機性，電網頻率可能會由此發生異常波動問題，嚴重影響到電力系統的用戶。針對風電場功率波動對于電網的影響，將其作為新能源發電并網輸出功率的波動函數，設置評估模型評估系統評估系統頻率，功率波動在0.02~1.0赫茲當中，對于電網就會產生很大的影響。

2.5 對于饋線電壓產生的影響

接入調節電壓需要投切電容器和LTC裝置，可以利用其他動態無功調節裝置，如果并入電網新能源比例比較高，再加上功率波動的影響，就會導致線路負荷就會產生電壓，很難調整電壓。因為逆光源發電站和主變電站具有很大的距離，因此饋線電壓也會比較高，如果逆光源發電站屬于小容量，那么就會增高負荷比例，影響到電站上游地區的輸電工作，甚至還會引發逆流問題。

3 新能源發電并網發展的建議

3.1 協調控制儲能和新能源

協調控制儲能和大規模新能源聯合發電，需要設計出全新的控制模式，主要負責分散控制，同時進行協調控制。廣域協調調度可以實現風險約束。此外在新能源發電并網當中利用儲能技術，可以聯合利用儲能與大規模新能源發電系統，使風電和光電爬坡率不斷優化，滿足國家相關規定。通過超前控制方式，可以對于風電功率和光電功率的短期波動情況進行有效的控制，也可以利用蓄電池和超級電容的儲能作用，抑制不能使其新能源的輸出功率波動。

3.2 無功電壓控制

無功電壓控制系統具備光伏逆變器和風電機組等，利用各種無功設備的差異性，控制整個區域的各個節點的電壓，保證區域電力系統的電壓安全性。預測無功電壓控制結合功率，在無功電壓控制中引入功率預測的結果，結合不同無功設備的響應情況，利用調節設備調節系能源場站的無功電壓，對于動態調節設備發揮補償作用，保證在暫態過程中，系統也可以支撐電壓的運行。

3.3 控制電網調度

優化新能源并網的關鍵技術，還需要加強管理新能源發電并網，科學、系統的控制電網調度，可以保證新能源得到充分的利用。有效的控制各個機組的實際工作運行情況，加強配合各個機組運行，保證區域電網的功率和功能，這就利用聯絡線頻率偏差控制技術。利用自動發電量控制教師，調度新能源并網系統，并且可以檢測和控制有功功率和無功功率。使電網運行的安全性和穩定性不斷提高，可以在電網當中接入安全控制系統，設置電網安全防御系統，負責維護電網的安全性和穩定性，可以準確的處理各種干擾因素，避免電力發生損傷問題，避免發生預防電力事故。

3.4 解決間歇性和波動性的措施

發生間歇性和波動性主要是因為自然環境的影響，雖然自然環境因素我們無法有效的控制，但是可以控制除在自然環境中的設備。首先可以提出具體的并網技術要求，其次調整電網的調節能力，使整個電量的接納能力由此加強。最后針對出現損壞的新能源設備，需要在新能源設備當中增添無功補償的能力。

3.5 解決諧波現象的措施

電子設備中存在問題可能會引發諧波問題，其中包括風力發電機問題和風力電機電容補償器限流問題，可以避免發生這些問題。可以盡量減少單獨電量升高的問題，使風速由此降低，利用各種風機混合設備，改進電網系統當中的諧波過濾裝置，可以結合實際情況利用動態無功補償裝置和靜止無功布補償裝置。

3.6 解決孤網問題的措施

電網失壓的時候就會產生孤網問題，因此在帶你網中并入新能源系統之前，相關部門需要調控整個電力系統，加強把關和審核電力調度，利用手段控制整個電網。

4 結束語

通過以上綜合的論述，新能源發電并網會影響到電網電能質量，同時也會威脅到電力系統的正常運行，為了保證我國電力系統的穩定性，相關工作人員需要不斷改進技術標準，為廣大群眾提供穩定性電力資源。