新能源發電并網對電網電能質量的影響研究

陳美仕

摘 要：近年來，我國經濟保持穩步發展，諸多行業表現出良好的發展勢頭，能源消耗總量逐漸增加。人們開始積極尋找替代傳統能源的方式，目前已經取得一些成果。新能源基本不會污染環境，可以逐步代替傳統能源。在運用新能源的過程中，人們要考慮使用成本和能源利用率。本文首先概述了新能源發電并網，然后分析了新能源的種類和特點，詳細說明新能源發電并網對電網電能質量的影響，最終提出建議，以推動新能源發電并網的持續發展。

關鍵詞：新能源;發電并網;電能質量

中圖分類號：TM711文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）04-0128-03

Abstract： In recent years， China's economy has maintained steady development， many industries have shown a good momentum of development， and the total energy consumption has gradually increased. People are actively looking for alternatives to traditional energy sources， and some results have been achieved. New energy will basically not pollute the environment and can gradually replace traditional energy. In the process of using new energy， people must consider the cost of use and energy efficiency. This paper first outlined the grid-connection of new energy power generation， then analyzed the types and characteristics of new energy sources， explained in detail the impact of the grid-connection of new energy power generation on the power quality of the grid， and finally put forward suggestions to promote the sustainable development of grid-connection of new energy power generation.

Keywords： new energy;grid-connected power generation;power quality

人類社會的發展離不開能源，工業生產需要能源，日常生活也需要能源。長期以來，為了滿足生產生活方面的需求，人們大力開發傳統能源，但是隨著需求量的不斷加大，各種傳統能源的數量快速減少。在這種情況下，開發和使用新能源已經成為社會發展的趨勢。新能源可以替代傳統能源，用于發電，新能源發電并網可以優化電網布局，提升電網電能質量。

1 新能源發電并網概述

新能源具有諸多優點，種類較多，如太陽能、海洋能、風能等，其逐漸替代傳統能源。人們要大力發展新能源產業，緩解環境污染，解決能源短缺問題。和傳統能源相比，新能源具有間歇性，如太陽能、風能。一些電力企業將風能和太陽能當作電能的主要來源，大力發展風力發電和太陽能發電產業，使得風能和太陽能的需求不斷增加。但是，一旦遇到無風、陰雨天等情況，就會影響新能源發電設備的正常運行，導致發電能力下降[1]。

現階段，部分地區大力發展經濟，卻忽視環境保護，釀成嚴重的環境污染，各種傳統能源的消耗量快速增加，導致傳統能源儲量快速減少。在這種情況下，積極開發和使用新能源具有十分重要的作用。新能源發電并網形式多樣，當前，人們要大力研究新能源發電技術和并網技術，大力推廣和應用新能源，拓展新能源的發展空間。

2 新能源的種類和特點

2.1 太陽能

太陽能通常指的是太陽的熱輻射能，太陽能的利用形式有兩種，即光熱轉化和光電轉換。作為一種新能源，太陽能基本沒有污染，清潔環保，同時不會枯竭。當前，人們要大力開發太陽能，積極發展光伏發電產業，深入開發太陽能資源。并網光伏發電系統結構框圖如圖1所示。

2.2 海洋能

海洋能指的是依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發能量，這些能量以潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能和海流能等形式存在于海洋中。海洋能是一種新能源，不僅可以再生，還不會污染環境。因此，海洋能屬于清潔能源。

2.3 風能

風能是指空氣流動所產生的動能，它是太陽能的一種轉化形式。風能屬于可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，但它的能量密度低且不穩定。在一定的技術條件下，風能可作為一種重要的能源加以開發利用。風力發電是一門綜合性的工程技術，通過風力發電機將風的動能轉化成電能。風能十分豐富，近乎無盡，分布廣泛，其開發利用可以有效緩解溫室效應。風力發電實物圖如圖2所示。

3 新能源發電并網給電網電能質量帶來的影響

3.1 新能源發電并網給饋線穩態電壓帶來的影響

分布式電源接入的電壓穩定調節需要借助多種裝置，如變壓器、動態無功調節裝置，多種裝置相互配合。在開展電壓調節時，如果新能源電網的接入比例較高，就可能會使發電站線路負荷過大，無法確保電力調整穩定開展，因為發電站功率存在波動現象。通常，在進行新能源發電并網時，兩個發電站的距離設計十分重要。如果新能源發電站和主發電站的距離較大，那么負荷比例會隨之變高;相反，如果新能源發電站和主發電站的距離較小，那么負荷比例會隨之變小。負荷比例和距離大小存在密切聯系，負荷比例不斷增大時，發電站上游輸送功率極易出現逆流，電壓沒有均勻分布[2]。

3.2 新能源發電并網給電網頻率帶來的影響

電力系統運行時幾乎不會出現電網頻率不正常的現象，即使運用光伏發電，發電站容量較少，也不會給電網頻率帶來過大的影響。近年來，電力企業開始廣泛運用新能源發電并網，隨著時間的流逝，其運行方式不斷發生細微變化，電網頻率出現異常現象的次數逐漸增多，電網頻率異常給電網電能質量帶來較大的影響。借助新能源發電時，受總發電量不斷變化的影響，新能源發電機組的使用率會逐漸提高，發電站電網頻率會出現不正常變化現象。

3.3 新能源發電并網給電網諧波帶來的影響

在新能源發電系統中，電力電子裝置是必要的發電裝置。該裝置具有多種優勢，然而，其構造十分特殊，在實際運用時常常會發生直流諧波問題，影響電力系統的運行水平。光伏并網發電是一種先進的發電方式，時間的改變和光照的強弱都會影響發電效率，甚至導致電流諧波被污染，誘發各種問題[3]。

4 推動新能源發電并網發展的建議

4.1 協調新能源和控制儲能的關系

近幾年，電力企業設計和開發出一種以分散控制為主、協調控制為輔的控制模式，積極協調新能源和控制儲能的關系。電力企業設計并開發出廣域協調方式，通過廣域形式協調常規發電機組、儲能和具有間歇性的新能源[4-7]。電力企業可以借助超級電容和蓄電池構建儲能系統，有效應對新能源每個階段輸出功率的變化。雖然其還沒有廣泛應用于電力系統，但是儲能是新能源發電并網的重要保障。

4.2 無功電壓的控制

新能源開發基地要按照分區原則，加強對無功電壓的控制。無功電壓控制系統主要由光伏逆變器等設備構成，這些設備能夠幫其實現各種功能。人們要統籌各個無功設備，借助各個無功設備的不同功能，確保區域里每個節點電壓不超過合理范圍，提升區域電力系統電壓的安全性。當前，人們要加強無功電壓控制技術研究[8-10]。一是借助無功電壓控制開展功率預測，結合每種無功設備的不同響應時間，利用各種大容量和靜態調節設備，調節和控制新能源發電站中的無功電壓，使系統在暫態下提供電力，發揮支撐作用。二是在新能源發電站中借助無功電壓控制方式，加強對匯集站和升壓站的管理，更好地控制電壓，同時發揮升壓變壓器的約束作用，而無功調節裝置能夠發揮自身作用，確保區域內整體電壓的安全性和穩定性。

4.3 控制電網調度

當前，電力企業要優化和升級新能源發電技術和并網技術，加強電網管理和調度控制，充分利用各種新能源。人們要全面分析執行各項任務的機組實際運行狀態，加強對各個機組的控制，使其在運行過程中更好地配合，保證區域內電網功率的平衡[11-14]。其間要借助聯絡線頻率偏差控制技術，給新能源發電并網系統下達各種工作指令，對其無功功率和有功功率開展監測和控制。如果想逐步提升電網實際運行的穩定性和安全性，就要把控制系統添加到電網中，完善電網安全防御體系，有效應對各種隱患，減少電力損傷，防止發生電力事故，保障電網穩定運行。

5 結論

新能源發電并網會影響電網電能質量，可能影響電網的正常運行。要想實現新能源發電并網，推動電力系統的可持續發展，電力企業需要不斷努力，積極優化電力系統，升級電力技術標準，為大眾提供安全和穩定的電力資源。

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