摘要：由于新能源具有间歇性和不可确定性，新能源并网以后，影响到原有电网供电质量。因此，简单分析了电力质量的含义，并探讨了新能源并网造成电网电压偏差、谐波，影响到电力系统运行频率，并造成信息孤岛，影响到电力系统运行的安全性和稳定性。
关键词：新能源；电力接入；电网规划；影响
引言
新能源具有非常大的应用价值，而且符合生态与经济效益，面对新能源并网中的不良影响，需要强化研究和分析，然后通过相关的技术手段来消除谐波、孤网等问题，提升新能源并网的有效性和科学性。本文主要分析了在新能源并网的模式中给电网电能所造成的不良影响，并且就如何消除影响提出了建议。
1、新能源接入对电力系统的影响
1.1新能源接入造成电网电压偏差
近年来，太阳能发电已经广泛应用和推广。但是太阳能光伏发电容易受到季节、太阳光照及温度等方面的影响。晴天和阴天的光照、温度等方面存在一定的差异，那么光伏发电系统的发电量也有所不同，导致光伏发电系统输出的功率变化比较大，引起电压变化大。风力发电受到风速等方面的影响，导致风力发电机的运行功率受到影响，从而造成电压闪变和波动。一般在风力资源比较丰富的地区建立风力发电厂。同时，新能源发电设备在启动、关闭环节，输出功率也会出现较大的波动。新能源容易受到外界因素的影响，导致输出电压的变化。如果接入以后，新能源电源的比例比较大，则进一步提高了电压调节难度。目前，电力系统采用投切电容器和LTC调压分接头进行调压，但是新能源接入以后，这种传统的调压方式已经无法满足电力系统运行的安全性。GB/T 12326—2008《电能质量电压波动和闪变》中对电网出现的波动性负荷产生的电压变动值、变动幅度、电压等级等作出了详细的规定，具体如表1所示。
表1 电压波动限值
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1.2新能源接入导致电网出现谐波
分布式电源接入到配电网时，需要大量的接入逆变器。这些逆变器采用脉宽调制控制方式，在接入时会产生大量的电流谐波。太阳能光伏发电设备和风力发电设备在运行过程中，受到光照强度、太阳照射角度、物体阴影以及风速等方面的影响，输出功率会发生一定的变化，从而导致大量的谐波。造成接入风力发电机组电网谐波出现的主要因素包括两个方面：一方面是风力发电机组并联补充的电容器和线路阻抗发生谐振产生谐波；另外一方面是风力发电机组内部安装了大量的电子设备，这些电子设备在运行过程中可能产生一定谐波。
1.3 新能源接入对电力系统频率影响
电网正常运行状态下，不容易出现频率不正常的现象。分布式电源大多数是功率为数千瓦到五十兆瓦的小型模块式独立电源，主要是为了满足高峰期城市居民、商业区居民用电需求。在用户现场或者靠近用户现场安装比较小的发电机组，不仅能满足用户用电需求，而且支持现有配电网的运行要求。这种比较小的发电机组有燃料电池、小型光伏发电、小型燃气轮机、燃气轮机和燃料电池混合装置。随着大量分布式电源的接入，分布式电源在电网占有率不断提高。由于新能源发电具有随机性、不确定性，可能会造成电网频率变化。以风力发电系统为例，由于电力系统是一个动态系统，风力发电系统接入时，电网通过有功功率——频率平衡机制实现电网功率的平衡。平衡控制机制主要依据电网对电能精准的预测。电网调度人员根据过去发电调度计划，预测电力系统各个时段的电力负荷，从而根据各个时段的电力负荷，安排相应的热电设备容量进行发电，以便更好地应对实际负荷偏差。这种预测方式减轻了电网各个发电机组输出功率的调整，又降低了发电机组利用功率预留一定的备用容量，确保了电网运行的经济性。但是由于风力发电机组的输出功率随着风速的变化频繁波动，反而进一步增加了电网调节频率的负担。风力发电机组接入后，将原有的功率波动注入到电力系统相对稳定的一个动态系统中。将风力机组输出功率看作负功率，那么电网调度可以根据负荷和风力发电机组电力的预测结果进行叠加后得到等效的负荷，以确定电网调度曲线。
如果电力的负荷波动变化曲线图和风力发电机组的功率波动一致，等效负荷曲线的波动幅度比较小，那么等效负荷曲线比较平滑，有利于电力系统的安全可靠运行；如果等效负荷曲线的波动幅度比较大，那么等效负荷曲线比较曲折，不利于电力系统的安全可靠运行。
1.4新能源接入导致电网出现信息孤岛问题
新能源接入后，太阳能光伏发电机组和风力发电机组向配电网提供电能，因此需要将新能源发电系统和本地电网电源连接在一起，让配电网达到一个新的平衡状态，确保电网独立运行。由于新能源发电系统是功率比较小的独立电源，且不属于同一个设备生产商，所以无法实现数据信息共享。新能源系统并不受到电网调控。如果配电网提供的电能大于居民实际需求，则造成配电网空载运行，可能造成严重的浪费。如果配电网提供的电能远远小于居民的实际需求，则导致电网的负荷增大，一旦超过电网负荷的限值，逆变器的温度会迅速升高，容易发生逆变器起火，将威胁到居民用电安全。
2、应对新能源发电并网影响的措施
2.1 针对波动性和间歇性的解决措施
波动性和间歇性是由自然因素而产生的影响，虽然不能对自然条件进行控制，但是可以对设备进行控制。首先，对于发电并网的新能源设备，可以加入拥有规定的并网技术性能。其次，提升电网对于峰值的调节能力，加大电网对于波动和间歇问题的接纳能力。当然，在新能源发电系统中，装置必须要要具备有功功率调整与无功功率调整的功能。最后，在风力发电和光伏发电的发电站中很容易出现没有功率还在继续运转的损耗，所以新能源发电设备必须要具备无功补偿功能。
2.2 解决谐波带来的影响的措施
谐波出现是因为电子设备而导致，无论是风力发电机本身存在问题还是并联补偿电容器与线路出现了问题，都是能够避免的。因此，在风力发电厂中，必须要避免单独升高或者是降低风速的情况，对于风电机要避免进行集中连接，以免局部的谐波电压增加。可以采用不同的风机混合装置，然后对电力系统装配合理的谐波过滤装置，避免电网中的谐波影响，同时在产生谐波时适当地应用动态及静止无功补偿装置。
2.3 解决孤网问题
孤网主要是在大网失压的情况下出现，因此在新能源发电并入电网前，国家需要对电力调度进行合理的把控，严格审核电力调度，利用相关的手段进行控制。对于风力发电和光伏发电的系统，准入条件就是要必须具备功率预测功能。
结语
综上所述，新能源并网是电网发展的新模式，解决了电能供应中的很多问题，但是由于新能源自身的因素以及相关技术的不足，目前还无法很好地处理并网之后对于电网电能的质量影响，比如随着新能源发电量的扩大，出现了电网频率不稳定的问题和更多的谐波现象，必须要强化并网技术的研究，并且研究和分析这些影响因素，通过技术措施来处理新能源并网面临的问题。
参考文献：
[1]何德良，贾宏伟.浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J].电子产品世界，2018，25（12）：81+88-89.
[2]黄蓓，喻凌翔，温晓荃.新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].求知导刊，2017（2）：50-50.
论文作者:杨娜
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：电网论文; 新能源论文; 谐波论文; 功率论文; 负荷论文; 电能论文; 电力系统论文; 《电力设备》2019年第21期论文;