新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

（蘭州理工大學(xué)，甘肅蘭州市，730050） 楊旭生

工業(yè)的發(fā)展以及人類社會(huì)生產(chǎn)生活離不開能源的應(yīng)用，電能也成為了人們生活中不可缺少的能源，同時(shí)，隨著不斷的發(fā)展，應(yīng)用量逐漸增加。傳統(tǒng)的能源在不斷開發(fā)和使用的過程當(dāng)中，整體數(shù)量在不斷的減少，可能會(huì)出現(xiàn)枯竭的嚴(yán)重后果。因此，針對(duì)新能源的開發(fā)以及應(yīng)用，就成為了能源利用的發(fā)展趨勢(shì)以及研究方向。通過新能源進(jìn)行發(fā)電，確保能源的利用率，并且優(yōu)化電網(wǎng)的布局，提升整體電網(wǎng)電能質(zhì)量，進(jìn)一步為社會(huì)發(fā)展提供良好的能源基礎(chǔ)。

1 新能源發(fā)電并網(wǎng)綜述

1.1 新能源發(fā)電

新能源通常是指通過新的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，獲取能源的同時(shí)能夠確保能源的可再生性，主要是通過太陽能、風(fēng)能等不同的能源形式。傳統(tǒng)發(fā)電方式與新能源發(fā)電方式對(duì)比來說，通過現(xiàn)有的技術(shù)產(chǎn)生新型能源，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

1.2 新能源發(fā)電的種類

由于新能源發(fā)電的方式與種類較多，因此具體對(duì)三種常見新能源發(fā)電形式進(jìn)行說明，包括太陽能、海洋能以及風(fēng)能。

太陽能是指利用太陽的熱輻射，將輻射能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過光熱和光電的轉(zhuǎn)化方式，進(jìn)而獲得電能。對(duì)于太陽能的利用一直在大力的開發(fā)，并且形成了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，深入的對(duì)太陽能資源進(jìn)行獲取。

海洋能主要是指依靠海水產(chǎn)生的再生能源，通過物理的方式進(jìn)行接收、儲(chǔ)存以及應(yīng)用，通過潮汐、波浪、鹽差等方式獲取能源量并轉(zhuǎn)化為電能。

風(fēng)能主要是將空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。并且在一定技術(shù)的支持下，風(fēng)能的利用和開發(fā)形成了綜合的工程技術(shù)，可以有助于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

1.3 新能源發(fā)電并網(wǎng)的特點(diǎn)

針對(duì)太陽能、海洋能以及風(fēng)能的電能轉(zhuǎn)化以及方式進(jìn)行分析，將三種新能源發(fā)電并網(wǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行說明，具體如表1所示。

表1 新能源發(fā)電并網(wǎng)的特點(diǎn)

2 新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的具體影響

2.1 影響電網(wǎng)諧波

在新能源發(fā)電過程當(dāng)中，通過電力電子裝置進(jìn)行應(yīng)用具有不同的優(yōu)勢(shì)，由于整體構(gòu)造的特殊性，可能會(huì)出現(xiàn)直流諧波問題，影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量。例如，在光伏發(fā)電當(dāng)中，在并網(wǎng)時(shí)，由于光照強(qiáng)弱會(huì)影響發(fā)電效率，甚至出現(xiàn)電流諧波而引發(fā)各種電能問題。新能源的發(fā)電技術(shù)與自然環(huán)境有著緊密的聯(lián)系，因此，功率的變化都可能出現(xiàn)諧波污染的影響。

2.2 影響電網(wǎng)頻率

采用新能源發(fā)電過程中，其容量占比相對(duì)較小，在逐漸增大電網(wǎng)總量占比的過程當(dāng)中，傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)在融合時(shí)會(huì)受到影響，并且出現(xiàn)頻率波動(dòng)的現(xiàn)象。通常來說，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)頻率異常變化的概率非常小。但是在新能源發(fā)電站發(fā)電的過程當(dāng)中可能存在隨機(jī)性，因此，在這個(gè)過程當(dāng)中會(huì)對(duì)原有的電網(wǎng)系統(tǒng)造成一定的影響，出現(xiàn)頻率波動(dòng)的問題，進(jìn)一步導(dǎo)致了用戶在用電以及電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)和變化，影響實(shí)際的使用。有相關(guān)研究表明，在風(fēng)力發(fā)電當(dāng)中，當(dāng)頻率處在0.01～1.0Hz 之間，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)造成一定的影響。

2.3 影響?zhàn)伨€電壓穩(wěn)定

新能源發(fā)電的方式，有多個(gè)設(shè)備需要進(jìn)行接入，通常有變壓器和分布式的電源。在實(shí)際發(fā)電的過程當(dāng)中，通過無功率調(diào)節(jié)裝置對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)定，同時(shí)通過多個(gè)裝置進(jìn)行配合，促進(jìn)電壓能夠與主電網(wǎng)接入時(shí)，形成穩(wěn)定的狀態(tài)。但是新能源電能在接入的過程當(dāng)中，可能由于比例較高的問題，出現(xiàn)負(fù)荷大的現(xiàn)象，導(dǎo)致波動(dòng)現(xiàn)象會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。

2.4 波動(dòng)性和間歇性影響電能質(zhì)量

大多數(shù)新能源發(fā)電的方式，都會(huì)存在波動(dòng)性的影響或間歇性的電能質(zhì)量影響問題。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行分析，由于風(fēng)能本身就存在季節(jié)性的特點(diǎn)，并且風(fēng)能也并不穩(wěn)定，產(chǎn)生的電能也會(huì)出現(xiàn)間歇性的波動(dòng)狀態(tài)，在新能源電能與主屋電網(wǎng)并網(wǎng)的過程當(dāng)中，可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)影響對(duì)電網(wǎng)的整體質(zhì)量造成一定的損害。并且新型能源電能在應(yīng)用和開發(fā)過程當(dāng)中，由于電能的沖擊問題會(huì)在并網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)頻率紊亂的現(xiàn)象。

3 新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量控制措施

3.1 控制電網(wǎng)調(diào)度

在電力優(yōu)化以及新能源應(yīng)用過程當(dāng)中，對(duì)于發(fā)電技術(shù)以及并網(wǎng)技術(shù)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)的控制和管理，在充分利用新能源的過程當(dāng)中，分析各個(gè)能源以及機(jī)組之間的運(yùn)行狀態(tài)，并確保能夠得到有效的控制。通過良好的配合，達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)行，并且保障電網(wǎng)功率的平衡。在這各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的過程當(dāng)中，需要針對(duì)聯(lián)絡(luò)線頻率偏差的進(jìn)行相關(guān)控制技術(shù)的應(yīng)用，并且對(duì)新能源所使用的發(fā)電機(jī)組，在并網(wǎng)時(shí)通過相應(yīng)的指令，對(duì)有功功率以及無功功率機(jī)型監(jiān)督和控制，并且逐步的提升穩(wěn)定性，確保安全性。針對(duì)控制系統(tǒng)當(dāng)中的電網(wǎng)安全防御體系進(jìn)行完善，盡量減少電力損失，同時(shí)也要避免出現(xiàn)電力事故。

3.2 確保無功電壓

新能源開發(fā)時(shí)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)無功電壓的有效控制，通過光伏逆變器等設(shè)備在組合過程當(dāng)中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行功能性的試驗(yàn)，并且確保功能在不同作用時(shí)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)的電壓控制在合理范圍內(nèi)。穩(wěn)定電壓控制技術(shù)，借助無功電壓的控制方式，通過大容量、靜態(tài)調(diào)節(jié)等設(shè)備，在系統(tǒng)支撐下進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)在新能源發(fā)電站當(dāng)中，借用無功電壓控制方式，確保電壓能夠穩(wěn)定，發(fā)揮升壓變壓器的約束作用，進(jìn)一步提升區(qū)域內(nèi)整體電壓的穩(wěn)定性。

3.3 協(xié)調(diào)儲(chǔ)能與新能源關(guān)系

隨著新的技術(shù)不斷的應(yīng)用和發(fā)展，科技已經(jīng)達(dá)到了新的水平，因此在新型的能源研究的過程當(dāng)中，通過儲(chǔ)能與新能源的深入研究進(jìn)行協(xié)調(diào)。將能量?jī)?chǔ)存以及能量生產(chǎn)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，在聯(lián)合的過程當(dāng)中，提出新的方式或控制模式，以協(xié)同控制補(bǔ)充以及分散控制的方法，盡量減少發(fā)電儲(chǔ)能出現(xiàn)的危險(xiǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，新能源發(fā)電已經(jīng)研發(fā)多年，并且也產(chǎn)生了相應(yīng)的成效，利用風(fēng)能、太陽能以及海洋能進(jìn)行電能的獲取，能夠減少污染，為自然生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展提供相應(yīng)的支持。但是通過新能源發(fā)電過程當(dāng)中，出現(xiàn)的電壓不穩(wěn)定的狀態(tài)會(huì)影響電網(wǎng)當(dāng)中整體的電能質(zhì)量，因此需要通過相關(guān)的研究并深入探索，確保能夠提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，保障人們的生產(chǎn)、生活用電，促進(jìn)能源工業(yè)能夠穩(wěn)步運(yùn)行，為社會(huì)發(fā)展提供相應(yīng)的支持。