新能源发电并网对电网电能质量的影响

摘要：随着社会经济的高速发展电能的需求量逐年增加，给电力事业带来巨大挑战，但同时也推动新能源发电的应用而生。人们开始积极寻找替代传统能源的方式，目前已经取得一些成果。新能源基本不会污染环境，可以逐步代替传统能源。在运用新能源的过程中，人们要考虑使用成本和能源利用率。本文首先概述了新能源发电并网，然后分析了新能源的种类和特点，详细说明新能源发电并网对电网电能质量的影响，最终提出建议，以推动新能源发电并网的持续发展。

       新能源发电具有明显的时间性与季节性特征，在接入电网时会对电网造成一些不良影响，导致电网的不稳定。因此，对智能电网中新能源发电并网时对电网电能质量的影响进行分析，并进行优化配置消除不良影响，是保证智能电网稳定运行的重要措施。
1.新能源并网发电的特点
        新能源发电对于解决传统的能源稀缺问题和保护生态环境具有十分重要的意义，但是与传统的能源发电相比来说，新能源本身具有间歇性特点。风能和太阳能在作为主要发电能源时，发电设备对于风能和太阳能的需求量是十分巨大的。但是特殊季节或者天气情况下光照和风力往往会出现变化，这就会很大程度上导致发电设备无法满负荷运行，也就意味着无法制造出大量的电能来输送到公共电网中，最终对整体的电能质量产生不利影响。
2.新能源发电的优点
       新能源发电作为二十一世纪人们核心开发的力量是具有不可忽视的地位的，新能源概念的提出也逐渐被大众所接受。而新能源的最大优势想必跟它的可循环利用与环保密不可分。在现在社会中，铺张浪费逐渐被世人诟病，俭省节约是大众所提倡的。在探究新能源的初期，人们就在设想，假如传统资源都是有尽的，那么能不能开发一种或者一类可以无尽使用的能源。人类的智慧是无穷无尽的。
       跟煤、石油、天然气一样，风、水、太阳等也是一类自然资源。那么如何利用这些资源去进行发电是人们一直以来所探讨的问题，在不断的探索与实践中，建成了许多风力发电站，许多像三峡大坝、小浪底大坝一样的水力发电，甚至具有里程碑意义的核电站等，这些人类智慧的结晶都代表着时代的进步。人类总是处在不断探索发现中的，只有敢于设想才会有可能实现。现在，在我们的无畏创造下，
        国家在不断建设这些风力、水力、太阳能、核能的发电站，而大幅度的减少燃烧传统资源进行发电，这些新能源不但可以做到可循环利用，最大的优势便是环保，不会产生任何对环境不好的东西。如今虽然社会在飞速进步，但是环境污染却日益严重，环境的破坏影响到人们的正常生活，所以政府出台一系列措施想要从源头遏制污染，而新能源发电就是响应政府号召最好的例子，正因如此，新能源发电才会越来越受社会的追捧，越来越受民众的喜爱，以后也会越来越长久的发展下去。
3.新能源发电并网对电网电能质量的影响
3.1电压稳定性
       新能源发电在并网时电网由单电源变为多电源来源，会引发潮流方向与大小的变化，造成电网的稳态电压发生变化，而新能源发电由于其时间性的特点需要退出电网时，又会再一次对电网造成影响，致使部分节点失去电压支撑，导致电网的线路出现电能问题。为避免以上影响，新能源发电并网时要保持高功率，这样在新能源发电退出时不会导致电压出现较大的波动。但不同的新能源发电并网时对电网电压造成的影响不同，现阶段还没有更好的方式去避免。
3.2新能源发电并网给电网频率带来的影响
       电力系统运行时几乎不会出现电网频率不正常的现象，即使运用光伏发电，发电站容量较少，也不会给电网频率带来过大的影响。近年来，电力企业开始广泛运用新能源发电并网，随着时间的流逝，其运行方式不断发生细微变化，电网频率出现异常现象的次数逐渐增多，电网频率异常给电网电能质量带来较大的影响。借助新能源发电时，受总发电量不断变化的影响，新能源发电机组的使用率会逐渐提高，发电站电网频率会出现不正常变化现象。
3.3新能源发电的间歇性和波动性对电能质量的影响
       根据当今的实际情况来看，大部分的新能源发电都存在着间接性和波动性缺陷。以风力发电为例，风能本身的不稳定和季节性特点，就使得变电站产生的电能也就会随之出现间接性和波动性状态，进而使得新能源在发电并网过程中对电能的整体质量产生不良影响。对于这类新能源电能来说其控制手段比较复杂而且难以实现，在控制过程中还会产生电能冲击会直接导致紊乱，进而出现电力供应偏差或者电网闪变故障。为了有效改善这种故障情况，就需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在一个较低的范围内。还要不断提升电网对于电量的接纳能力，不断调整将电网的电量峰值调整到合理的数值范围内，从而保证电网的稳定运行。并且在新能源发电并网过程中，动态无功功率和功率调整对于并网的影响是十分重大的，因此在新能源并网发电的系统中，无功补偿功能也是普遍存在的。
4.改善新能源发电并网对电网电能质量影响的措施
4.1安装电能质量控制系统
       提高电源性能最常用的方法是安装动态无功补偿装置，在不影响性能的前提下快速调整性能，保证电网电压稳定。动态故障补偿器的主要安装位置是潮流的新低压侧。通过控制接入点电压偏差的位移来稳定电源电压。当新能源和电网产生谐波干扰时，可安装多脉冲和电网滤波器，保证电网正常运行。在这种情况下，照明开关和电网都配备了多功能逆变器，以连接具有滤波功能的电网变流器。在风电场中，允许在高于谐波的导线上安装静态纠错码，并对谐波进行综合滤波。
4.2控制电网调度
       电力系统运行时几乎不会出现电网频率不正常的现象，即使运用光伏发电，发电站容量较少，也不会给电网频率带来过大的影响。近年来，电力企业开始广泛运用新能源发电并网，随着时间的流逝，其运行方式不断发生细微变化，电网频率出现异常现象的次数逐渐增多，电网频率异常给电网电能质量带来较大的影响。借助新能源发电时，受总发电量不断变化的影响，新能源发电机组的使用率会逐渐提高，发电站电网频率会出现不正常变化现象。
3.3新能源发电的间歇性和波动性对电能质量的影响
       根据当今的实际情况来看，大部分的新能源发电都存在着间接性和波动性缺陷。以风力发电为例，风能本身的不稳定和季节性特点，就使得变电站产生的电能也就会随之出现间接性和波动性状态，进而使得新能源在发电并网过程中对电能的整体质量产生不良影响。对于这类新能源电能来说其控制手段比较复杂而且难以实现，在控制过程中还会产生电能冲击会直接导致紊乱，进而出现电力供应偏差或者电网闪变故障。为了有效改善这种故障情况，就需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在一个较低的范围内。还要不断提升电网对于电量的接纳能力，不断调整将电网的电量峰值调整到合理的数值范围内，从而保证电网的稳定运行。并且在新能源发电并网过程中，动态无功功率和功率调整对于并网的影响是十分重大的，因此在新能源并网发电的系统中，无功补偿功能也是普遍存在的。
4.改善新能源发电并网对电网电能质量影响的措施
4.1安装电能质量控制系统
       提高电源性能最常用的方法是安装动态无功补偿装置，在不影响性能的前提下快速调整性能，保证电网电压稳定。动态故障补偿器的主要安装位置是潮流的新低压侧。通过控制接入点电压偏差的位移来稳定电源电压。当新能源和电网产生谐波干扰时，可安装多脉冲和电网滤波器，保证电网正常运行。在这种情况下，照明开关和电网都配备了多功能逆变器，以连接具有滤波功能的电网变流器。在风电场中，允许在高于谐波的导线上安装静态纠错码，并对谐波进行综合滤波。
4.2控制电网调度
       当前，电力企业要优化和升级新能源发电技术和并网技术，加强电网管理和调度控制，充分利用各种新能源。人们要全面分析执行各项任务的机组实际运行状态，加强对各个机组的控制，使其在运行过程中更好地配合，保证区域内电网功率的平衡。其间要借助联络线频率偏差控制技术，给新能源发电并网系统下达各种工作指令，对其无功功率和有功功率开展监测和控制。如果想逐步提升电网实际运行的稳定性和安全性，就要把控制系统添加到电网中，完善电网安全防御体系，有效应对各种隐患，减少电力损伤，防止发生电力事故，保障电网稳定运行。
4.3加强并网规划与管理

      首先在进行建设时要对新能源发电进行分析，确定建设的容量和等级，并完成相应模型的建设和监控系统的实施；其次，并网前要做好调试工作，对新能源发电的质量进行科学合理的评估，并安装好谐波治理装置；最后利用智能电网实时监控的特点做好对新能源发电的在线监控，加强对新能源发电的管理。

结语

       我国在近年来始终致力于新能源发电技术的研发与应用，并取得了一定的成绩。但由于诸多因素的影响，制约了新能源发电技术的进一步发展。因此，在未来发展阶段，相关部门需要提高对新能源发电技术研究的重视程度，并将研究的重点放在新能源并网发电关键技术的应用上，结合时代发展的趋势和要求，有效提高新能源并网发电系统运行的效率和质量，从而推动新能源并网发电技术的运用，促进我国电力事业的可持续发展。