新能源發(fā)電并網(wǎng)及電網(wǎng)電能質(zhì)量分析

陳川 國投白銀風電有限公司

1 新能源發(fā)電并網(wǎng)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(chǎn)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(tǒng)能源，新能源儲量比較大，而且不會產(chǎn)生較大的污染，因此合理利用新能源發(fā)電并網(wǎng)，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(fā)電和太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電方式對于時間和季節(jié)都都都具有一定的要求，如果風力和光照比較充足，那么發(fā)電機組就可以實現(xiàn)滿負荷運作，在公共電網(wǎng)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(fā)電機組就無法繼續(xù)工作，因此新能源發(fā)電并網(wǎng)具有一定的間歇性。

2 新能源發(fā)電并網(wǎng)對于電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

2.1 間接與波動性發(fā)電

風速直接關(guān)系到風能發(fā)電質(zhì)量，在風速變化的影響下，風力發(fā)電會出現(xiàn)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(wěn)定性，同時又具備間斷性特點，因此發(fā)電電量無法穩(wěn)定，在電網(wǎng)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(wǎng)，引發(fā)電網(wǎng)的閃變問題，降低帶你網(wǎng)頻率。

2.2 影響諧波

新能源發(fā)電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)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(jīng)常出現(xiàn)直流分量和諧波等問題，如果發(fā)生諧波問題，就會危害到電力系統(tǒng)，導致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)畸變，電能質(zhì)量也會由此受到影響，影響到電力系統(tǒng)的安全性，甚至還會直接到電力系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的問題，社會生產(chǎn)和人們生活都會都要嚴重的影響。因此電力系統(tǒng)中需要配置濾波裝置，降低電網(wǎng)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(xiàn)象

如果電網(wǎng)出現(xiàn)失壓的問題，那么新能源發(fā)電系統(tǒng)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(tài)。電網(wǎng)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(xiàn)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(fā)生再次跳閘的問題。因此需要加強檢測和預防孤島現(xiàn)象。當前功率預測和儲能技術(shù)是重點研究技術(shù)，并網(wǎng)必須要具備功率預測系統(tǒng)。

2.4 影響到電網(wǎng)頻率

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

2.5 對于饋線電壓產(chǎn)生的影響

接入調(diào)節(jié)電壓需要投切電容器和LTC裝置，可以利用其他動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置，如果并入電網(wǎng)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(chǎn)生電壓，很難調(diào)整電壓。因為逆光源發(fā)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(fā)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(qū)的輸電工作，甚至還會引發(fā)逆流問題。

3 新能源發(fā)電并網(wǎng)發(fā)展的建議

3.1 協(xié)調(diào)控制儲能和新能源

協(xié)調(diào)控制儲能和大規(guī)模新能源聯(lián)合發(fā)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(xié)調(diào)控制。廣域協(xié)調(diào)調(diào)度可以實現(xiàn)風險約束。此外在新能源發(fā)電并網(wǎng)當中利用儲能技術(shù)，可以聯(lián)合利用儲能與大規(guī)模新能源發(fā)電系統(tǒng)，使風電和光電爬坡率不斷優(yōu)化，滿足國家相關(guān)規(guī)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(tǒng)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(qū)域的各個節(jié)點的電壓，保證區(qū)域電力系統(tǒng)的電壓安全性。預測無功電壓控制結(jié)合功率，在無功電壓控制中引入功率預測的結(jié)果，結(jié)合不同無功設備的響應情況，利用調(diào)節(jié)設備調(diào)節(jié)系能源場站的無功電壓，對于動態(tài)調(diào)節(jié)設備發(fā)揮補償作用，保證在暫態(tài)過程中，系統(tǒng)也可以支撐電壓的運行。

3.3 控制電網(wǎng)調(diào)度

優(yōu)化新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，還需要加強管理新能源發(fā)電并網(wǎng)，科學、系統(tǒng)的控制電網(wǎng)調(diào)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(qū)域電網(wǎng)的功率和功能，這就利用聯(lián)絡線頻率偏差控制技術(shù)。利用自動發(fā)電量控制教師，調(diào)度新能源并網(wǎng)系統(tǒng)，并且可以檢測和控制有功功率和無功功率。使電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性不斷提高，可以在電網(wǎng)當中接入安全控制系統(tǒng)，設置電網(wǎng)安全防御系統(tǒng)，負責維護電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，可以準確的處理各種干擾因素，避免電力發(fā)生損傷問題，避免發(fā)生預防電力事故。

3.4 解決間歇性和波動性的措施

發(fā)生間歇性和波動性主要是因為自然環(huán)境的影響，雖然自然環(huán)境因素我們無法有效的控制，但是可以控制除在自然環(huán)境中的設備。首先可以提出具體的并網(wǎng)技術(shù)要求，其次調(diào)整電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力，使整個電量的接納能力由此加強。最后針對出現(xiàn)損壞的新能源設備，需要在新能源設備當中增添無功補償?shù)哪芰Α?/p>

3.5 解決諧波現(xiàn)象的措施

電子設備中存在問題可能會引發(fā)諧波問題，其中包括風力發(fā)電機問題和風力電機電容補償器限流問題，可以避免發(fā)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(wǎng)系統(tǒng)當中的諧波過濾裝置，可以結(jié)合實際情況利用動態(tài)無功補償裝置和靜止無功布補償裝置。

3.6 解決孤網(wǎng)問題的措施

電網(wǎng)失壓的時候就會產(chǎn)生孤網(wǎng)問題，因此在帶你網(wǎng)中并入新能源系統(tǒng)之前，相關(guān)部門需要調(diào)控整個電力系統(tǒng)，加強把關(guān)和審核電力調(diào)度，利用手段控制整個電網(wǎng)。

4 結(jié)束語

通過以上綜合的論述，新能源發(fā)電并網(wǎng)會影響到電網(wǎng)電能質(zhì)量，同時也會威脅到電力系統(tǒng)的正常運行，為了保證我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，相關(guān)工作人員需要不斷改進技術(shù)標準，為廣大群眾提供穩(wěn)定性電力資源。