新能源并網(wǎng)對電能質(zhì)量的影響

劉 娜

(黑龍江特通電氣股份有限公司，哈爾濱 150028)

光伏發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，具備大規(guī)模開發(fā)和應用的前景。新能源在并網(wǎng)過程中會對發(fā)電系統(tǒng)造成一些影響，主要表現(xiàn)在電網(wǎng)頻率、諧波等方面的波動，造成電壓不平衡等問題。這些問題的產(chǎn)生會給正常的電力生產(chǎn)帶來沖擊，影響電力系統(tǒng)的有效運行。通過分析新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響，探索新能源發(fā)電對電力行業(yè)的積極影響。

1 新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響

1.1 新能源并網(wǎng)對電壓方面的影響

新能源發(fā)電主要是依靠太陽能、風能等清潔能源，這些能源能夠循環(huán)使用，在自然界中廣泛存在。太陽能發(fā)電系統(tǒng)受光照的影響較大，白天與夜晚的發(fā)電量相差很多，夜晚接受不到光照，幾乎不產(chǎn)生電能，在光照照射強度較大的地區(qū)，會長時間接受光照，生成的電量較多，而在光照時間較短的地區(qū)，發(fā)電量則相對較少，這種差別會導致發(fā)電輸出功率波動較大，使電壓變化較大，對電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。風力發(fā)電廠會選擇風力較大的地區(qū)，會受到風速的影響。風速的變化很容易造成風力發(fā)電功率波動，嚴重影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。在采用新能源發(fā)電過程中，會在開始、工作和停止的過程中出現(xiàn)變化，導致輸出功率的變化，影響電壓的輸出。這種波動很容易給電力系統(tǒng)帶來壓力，發(fā)生電壓的波動事件。電網(wǎng)的并網(wǎng)短路容量值越大，電壓的波動就越小。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在電壓變化過程中，通過制定科學合理的防范措施，可保證新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響。

1.2 新能源并網(wǎng)對穩(wěn)壓系統(tǒng)的影響

新能源發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電不同，明顯的差別因素是受到外界的干擾更多。新能源會受到很多條件的制約，導致輸出的電壓變化范圍更大，對并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)產(chǎn)生更大的影響。輸出功率的變化會對新能源容量的調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定影響，也對電網(wǎng)運行的調(diào)節(jié)帶來很大干擾。當前，電力系統(tǒng)都是運用切電容器和LTC調(diào)壓接頭控制電壓，這種操作無法實現(xiàn)并網(wǎng)后的安全運行，容易對電壓產(chǎn)生波動。在新能源并入電力系統(tǒng)后，這種不良的調(diào)壓方式會帶來很多隱患，常見的有減少輸出電壓值，用電質(zhì)量下降，對電力系統(tǒng)的安全帶來不利影響。要在并網(wǎng)過程中保證電力系統(tǒng)的正常運行和調(diào)節(jié)，科學安排電力系統(tǒng)的調(diào)壓結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)的安全運營。

1.3 新能源并網(wǎng)對電網(wǎng)頻率的影響

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，只有電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，才能保證正常的生產(chǎn)生活秩序，為人們提供安全高效的用電。在經(jīng)過一系列的用電頻率檢查中發(fā)現(xiàn)，太陽能發(fā)電的容量占比波動較小時，電網(wǎng)的使用頻率正常；在發(fā)電容量發(fā)生較大變化時，電壓的穩(wěn)定性會發(fā)生明顯變化，會對電網(wǎng)的運行產(chǎn)生一定影響，很容易帶來一些安全隱患。使用風力資源進行發(fā)電，其運行過程中容易產(chǎn)生一些功率波動，會對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生很大影響。應該最大限度的減少新能源在并網(wǎng)時對電力系統(tǒng)的影響，滿足安全運行的需要，克服新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響，保證電力系統(tǒng)的安全使用。

2 新能源并網(wǎng)對諧波的影響

新能源發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)火力發(fā)電廠相比，具有明顯的優(yōu)勢。火力發(fā)電廠的建成年代較早，技術(shù)革新比較緩慢，造成整體設(shè)備技術(shù)落后，帶來環(huán)境污染和資源浪費。新能源發(fā)電系統(tǒng)在經(jīng)營過程中，也存在著一些問題，如太陽能發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電并網(wǎng)后，會出現(xiàn)輸出功率不穩(wěn)現(xiàn)象。具體原因包括以下幾點：首先，是電壓波動的影響。新能源在并網(wǎng)后會以電源的方式提供電能，會在新能源發(fā)電過程中產(chǎn)生一些波動，嚴重影響電壓的穩(wěn)定，致使電壓產(chǎn)生一些波動。其次，是輸出功率的影響。太陽能發(fā)電技術(shù)主要依靠當?shù)氐沫h(huán)境，如果陽光照射比較強烈，發(fā)電量相對較大，這是發(fā)電并網(wǎng)的位置與容量決定的，如果并網(wǎng)的容量太大，就會加大輸出的功率，能在并網(wǎng)處達到最大的功率，增大電路電壓，使其超過正常供電范圍，產(chǎn)生潮流的倒向流動，會對電網(wǎng)的安全運營有較大的影響。最后，是諧波的影響。太陽能發(fā)電系統(tǒng)采用電子換流器進行運轉(zhuǎn)，它的主要作用是變電功能，必須將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，才能實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的綜合利用，但經(jīng)常會發(fā)生并網(wǎng)后產(chǎn)生較大的諧波電流，同時具有不穩(wěn)定性，會對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量造成一定的影響。

3 新能源并網(wǎng)對電壓的影響

當前我國的新能源發(fā)電量逐漸增多，部分地區(qū)開始逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火力發(fā)電，為能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整做出了突出貢獻。新能源以清潔環(huán)保的優(yōu)勢受到人們的認可，成為能源領(lǐng)域的重要組成部分。國家相繼出臺眾多的扶持政策，積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，一些地區(qū)使用單電源放射型系統(tǒng)，會對新能源發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)后產(chǎn)生一定的影響。要強化對電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度地避免各種問題的發(fā)生?？梢酝ㄟ^安裝過流保護設(shè)備，防止產(chǎn)生過高的壓強，避免發(fā)生安全事故。合理地監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行過程，充分保證新能源并網(wǎng)后的高效運行。使用繼電保護器能夠較好的觀察到運行線路發(fā)生的問題，監(jiān)控電流的變化情況，加強運行的安全管理，提高技術(shù)測量的精準度。

4 改善新能源的主要措施

4.1 合理控制電能質(zhì)量

新能源并網(wǎng)會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，應該根據(jù)對電能影響的內(nèi)容，完善電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備。全面優(yōu)化電力系統(tǒng)的布局和設(shè)計，在電力系統(tǒng)容易發(fā)生閃變和波動的情況下，及時加裝電力濾波器，以保證并網(wǎng)后的穩(wěn)定運行，使電壓波動在合理范圍之內(nèi)，加裝壓恢復器能夠提高穩(wěn)定性，最大程度地減少諧波的影響，還可以安裝靜止無功補償器，以減輕諧波的干擾。

4.2 加強對相關(guān)技術(shù)標準的管理

新能源發(fā)電技術(shù)的推廣帶動了電力行業(yè)的整體發(fā)展，在行業(yè)發(fā)展的過程中，應該對技術(shù)性能指標做出明確的規(guī)定，保證行業(yè)的技術(shù)規(guī)范。應該加強在技術(shù)方面的研究，保證新能源發(fā)電并網(wǎng)的技術(shù)支持，編寫行業(yè)技術(shù)標準，減少并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響。從業(yè)者應該認真總結(jié)在日常工作中發(fā)現(xiàn)的問題，學習研究電力系統(tǒng)并網(wǎng)后的技術(shù)規(guī)范，加強電力系統(tǒng)的智能化建設(shè)，全面監(jiān)控新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)運行的影響，優(yōu)化系統(tǒng)布局的技術(shù)設(shè)計，最大程度地減少諧波和壓波的影響，保證電力系統(tǒng)的安全運行，推動新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以太陽能、風能、潮汐能為代表的新能源受到人們的高度重視，部分地區(qū)已實現(xiàn)替代傳統(tǒng)能源供應的局面。當前，我國新能源技術(shù)領(lǐng)域還處于發(fā)展階段，在實際技術(shù)應用中還存在一些問題，制約了行業(yè)的正常發(fā)展。應該高度重視新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的技術(shù)管理，把握網(wǎng)絡技術(shù)和自動化技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)新能源并網(wǎng)發(fā)電的智能化運行，持續(xù)加快建設(shè)新能源發(fā)電設(shè)施，減少傳統(tǒng)火力能源發(fā)電的環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境，為人們提供更加清潔環(huán)保的能源。