新能源發電并網對電網電能質量的影響

尹馨

中國電建集團吉林省電力勘測設計院有限公司 吉林 長春 130022

在經濟全球化發展的時代，環境污染問題也成為全球各個國家重點專注的內容，采用傳統的發電方式不僅難以滿足當前社會發展的需求，還會給環境帶來無法挽回的損失，造成嚴重的環境污染問題。而運用新能源發電則能很好地解決上述問題，既能夠減少環境污染，同時也能滿足社會發展需求，緩解我國化石能源利用不足的情況，促進社會的可持續發展。但是，目前新能源發電并網過程中，對電網電能質量還是會產生一些副作用，急需要采取相關措施進行改進，提高新能源發電的效率。由此可見，在當前新時期社會背景下，深入研究新能源發電并網對電網電能質量的影響，具有非常深遠的指導意義。

一、新能源并網發電的概述

（一）類型分析

新能源包括太陽能、地熱能以及生物質能等等，通常需要借助外在技術才能對這些新能源加以開發與利用。而新能源發電就是指電力公司在新技術的支持下運用這些新能源進行發電的過程，而新能源發電的類型通常包括：水力發電，其能量轉換過程通常是：水能—機械能—電能，我國的水資源非常豐富，因此水力發電運用非常廣泛；太陽能發電，通常包括太陽能煙囪發電、光生物發電、光伏發電以及塔式發電等等；地熱發電，地熱能根據儲存形式的差別，資源類型有所不同，被利用較多的一般是蒸汽型與熱水型，其發電問題且不受自然環境影響。除此之外，還有風能發電、海洋能發電等等。

（二）特點分析

隨著社會的不斷發展與進步，人們對于新能源的開發與利用也越來越重視，想要緩解能源供應緊張的局面，不僅需要提升人們的節約用電意識，更要積極運用新能源發電方式，以確保滿足社會發展需求，促進生態友好環境建設。在新能源發電并網的過程中，其隨機性、波動性的特征非常明顯，比如風能發電時，會受到風速、風向的影響，呈現出季節性的特征，同時還會受到一定的地域影響。而光伏發電的影響因素則主要是天氣，其出力程度會隨著天氣的不同而呈現出強弱的區別，同時還會受到光照強度與溫度的影響。由此可見，新能源發電有利有弊，需要合理運用才能將其作用發揮出效用最大化。

二、新能源發電并網對電網電能質量的影響

（一）對電網諧波產生的影響

在新能源發電并網過程中，作為必要發電設備的電力電子裝置具有非常重要的作用，但是其本身的特殊構造在一定程度上就會對電力系統的正常運行造成影響，從而導致出現直流分量與諧波的問題，難以發揮新能源發電的作用與價值。除此之外，在光伏發電并網中，由于天氣、光照強度與溫度的等種因素的影響，也會導致相同的電流諧波問題，比如諧波畸變與污染，造成電力系統出現運行故障，并對電網中電能質量造成損害。如果電網諧波問題不能及時被解決，就會使電能質量受到一定的影響，嚴重的話有可能還會出現癱瘓故障。

（二）間歇性與波動性發電

在新能源發電并網的過程中，風能發電也占據著不可或缺的地位，其影響因素主要是風力的大小與強弱情況，擁有很強的間歇性、波動性以及不可控性，如果沒有進行合理的控制與體征，就會導致電力系統出現電壓波動與閃變問題，造成發電電量不穩定的情況，影響正常的用電需求。另外，風速的變化還具有隨機性，想要通過人為因素來改變這一情況也非常難，無法對其進行有效的控制，如果風電場電壓驟然降低，就會造成電力系統的瞬間故障，影響電力系統的安全穩定運行，同時還會對電力操作人員帶來安全威脅。

（三）導致孤島現象

孤島現象在新能源發電并網過程中也是極易出現的問題，其產生的原因主要是，當電網失發生壓時，新能源發電系統卻還是能夠進行供電，并與本地負載連接，構建了一個相對平衡的狀態，這種獨立運行狀態就是成為孤島。當電壓和頻率的變化超過一定的數值標準，從某種程度上來說，就會造成電力設備的嚴重損壞，并且還極有可能發生電網系統癱瘓的情況，如果這種變化能夠被有效控制住，就能夠將影響降到最低。另外，在出現孤島現象之后，如果負載容量過大，也會出現故障問題，導致逆變器容量過載而被燒毀，影響檢修人員的安全。

（四）對電網頻率的影響

在信息技術不斷更新與進步的時代，我國電力系統在新技術的支持下，其電網頻率一般都比較穩定，基本上不太會出現電網頻率異常的現象，就算是在新能源發電并網的過程中，只要發電站容量低，也基本上不會對電網頻率造成什么影響。但是，隨著社會的不斷發展與進步，新能源發電并網的方式也發生了一定的轉變，而這種轉變就會導致電網頻率異常現象增多，從而造成電網電能質量受到影響。除此之外，發電機組出力的隨機性，也會對電網頻率造成影響，出現不可避免的異常波動，影響電力系統的整體運行效率。

三、新能源發電并網保障電網電能質量的應對措施

（一）協調控制儲能與新能源

在新能源發電并網中，想要確保電網系統運行的穩定性，保障電網電能質量不受影響，就需要協調控制儲能與新能源，目前我國在這方面的研究也取得了一些成效，但還需要進行有效甄別與篩選，確保兩者的協調控制能夠達到實際效果。比如，在控制模式方面，有的更注重分散控制，將協調控制作為輔助；而有的則采取了具有風險約束的廣域協調調度形式。另外，在新能源發電并網過程中，對于儲能技術的運用也有不同的研究，有的更注重將儲能與大規模新能源進行有效結合，而有的則提出了超前控制的方式。由此可見，在協調控制儲能與新能源方面，還需要進行深入的研究。

（二）無功電壓控制

電壓是衡量電能質量的重要指標，直接決定著供電設備的壽命與效率，想要減少新能源發電并網對電網電能質量造成的影響，就需要實施無功電壓控制系統裝置，切實提高電網系統運行的穩定性以及安全性。因此，在具體的操作過程中，需要對電壓和無功功率進行有效控制，應當將電網內各點的電壓都控制在規定的框架內，并確保電網中的無功功率余量充足。除此之外，還應當對無功電源和無功負荷進行相應的控制。當上述要求實施完成之后，還需要采取無功補償措施，選擇應用比較廣泛的并聯電容器，來確保電壓在規定范圍內。

（三）電網調度控制

電網調度作為行之有效的管理方法，在保障電網的安全穩定運行方面占據著重要作用，能夠很好地促進電力企業中各項電力工作的有序開展。在新能源發電并網中，現有的電網調度控制系統已經很難適應當前的實際需求，存在數據傳輸穩定性差的問題，這非常不利于電網系統運行的穩定性。因此，還需要對當前的電網調度控制系統進行創新與優化，確保新能源并網技術能夠在科學系統的電網調度控制中發揮效用最大化，維系區域級電網的功率平衡。另外，電網調度控制中還可以將安穩控制系統接入其中，與繼電保護裝置一起組成安全防御體系，從而大大提高電力人員工作的安全性，保障電網系統的正常運行。

（四）統一新能源發電并網標準

通過相關調查發現，我國新能源發電并網標準還存在一定的問題，國家也沒有制定出完善的規定條例，這就使得新能源發電并網技術的實施過程中，無法對其進行有效的管理與控制。有的技術人員對于新能源發電并網會造成什么影響都缺乏足夠的認知，更難以對出現的問題制定出有效的處理辦法，導致新能源發電能以發揮出效用最大化。因此，相關部門和機構需要完善新能源發電并網的相關標準以及其他設施建設，新能源發電并網的準入門檻必須要嚴格控制，同時還需要規定相關部門執行并網標準。

四、新能源發電并網的發展趨勢

在當前信息技術不斷進步的時代，我國新能源發電并網技術也將朝著更加現代化、智能化的發展方向前進。而且，從當前社會發展狀況來看，無論是企業還是個人，對電力的需求量必然是越來越大，因此必須要加強新能源在電力系統中的運用。在這樣的時代背景下，新能源發電并網的智能化、現代化發展必然是大勢所趨。想要實現這一發展目標，就必須要對當前的新能源發電技術進行不斷的創新與研究，有效解決新能源發電并網過程中存在的問題，更好地發揮新能源在電力系統的作用。除此之外，還需要對電網系統中的各項控制技術進行更深入的研究，促進電網系統智能化水平的顯著提升，確保智能化控制系統目標的完成。另外，還需要注意的是，對于當前新出現的各項技術措施，也需要加大研發力度，比如新型儲能技術、直流電輸電技術等，確保電網系統能在這些新技術的協助下，有效增強運行過程的安全性與穩定性。

結束語

綜上所述，在當前人類社會不斷進步的時代，用電需求與日俱增，傳統的發電方式已經難以適應時代要求，新能源的開發與利用有顯得非常有必要了。基于此，在電力系統中，相關人員需要充分認識到新能源發電并網過程中容易出現的問題，并采取有效的解決措施，然后在基礎上還要不斷的更新自身工作理念以及方式，時刻保持與時俱進的良好心態，這樣才確保新能源發電的質量與效率，保證生態環境不受影響，促進電力行業的健康可持續發展。