关键词：新能源；并网；电能质量
在电网系统中接入新能源，会对电能质量带来很大影响，因此，必须对新能源并网造成的电能质量情况加强研究，以确保新能源接入后电网系统运行的稳定性、可靠性。当前，新能源主要形式为光伏和风能，因光伏电力系统的光照强度及风电系统风速始终处于动态变化之中，这使得新能源在接入后其输出功率会产生一定的随机性波动，且此大功率的波动会对电网系统造成冲击，重点会对频率与电压产生影响。同时，新能源电力系统所采用电力电子装置较多，因电力电子属于非线性载荷，所以会引起谐波电流与电压，进而对电能质量造成影响。
1、新能源并网对电压偏差的影响
1.1、新能源并网对电压闪变和波动的影响
首先从分析新能源发电的特点入手，光伏发电是利用太阳能，其发电效率受到温度、光照等因素影响较大，白天因晴天和阴天的温度、光照有较大差异发电量不同，晚间因温度低、无阳光不发电，从而造成光伏发电输出功率变化较大，引起电压变化较大。风力发电受风速的影响较大，所以一般都在风能资源丰富的地区建立风力发电厂。风速变化造成风力发电功率变化较大，从而造成电压的闪变、波动。新能源发电机组的停止和开启、出力等过程中，输出功率会发生较大的波动，电压也随之发生较大的变化，对电网造成很大的冲击，导致电压闪变与波动。并网的短路容量值越高，电压闪变波动越少。通过对电压变化原因的研究，制定相应的措施可以有效减少新能源并网对电力系统造成的不良影响，保证电力系统正常运行。
1.2、新能源并网对馈线稳态电压的影响
因新能源发电受外界因素影响，输出电压变化较大，输出功率变化也较大，并网后当新能源容量占比较大时，便提高了电网运行电压调节的难度。而现有电力系统一般都是通过投切电容器和LTC调压分接头来调节电压，这样的配置不能满足并网后电网安全运行对电压值的变化要求。新能源并网后，不科学合理的电网调压方式会导致输出电压值的下降，导致用电电能质量的降低。所以要保证并网后电力系统正常稳定运行，必须针对新能源并网对电网的影响，考虑优化电力系统的调压方式。
2、新能源并网对电网频率的影响
电力系统频率稳定，这是对电网安全稳定运行的基本要求，是满足各企业、公共事业及广大人民群众的用电安全可靠的保障。通过对光伏发电站的频率进行研究发现，光伏发电的容量占比较小时电网频率正常；发电容量占比过大时，电力系统的频率会出现较大波动，影响电网的正常运行，给人们生产生活用电带来不利影响。在风力发电方面，经研究发现在0.01～1.0Hz的功率波动，对电力系统造成的影响最大，不利于电力系统的正常运行。要想减少新能源并网对电网频率的影响，既要保证电网正常运行，同时满足大量新能源发电并网需求，必须充分考虑新能源发电不稳定性的特点，减少新能源发电并网对电网频率的不良影响。
4、新能源接入对谐波影响
新能源接入电网，主要有风电场与光伏发电站接入电网两种形式，对光伏电站来说，在接入电网后，因受逆变器IGBT物理特性及其本身的脉宽调节控制特点影响，光伏电站并网运行中会引起相应的电流、电压谐波，同时由于光照强度改变（如浮云阴影影响、自然光强度改变、物体阴影影响等），使得光伏系统输出功率发生间歇性波动改变，再加上不对称光照等，都将造成谐波被污染。对风电系统来说，在其接入电网后它的谐波主要来自于：风电机组自身所配置电力电子设备会产生谐波；风电机组并联补偿电容器和线路电抗产生谐振而造成谐波。全功率变速变频风电系统，它的电流谐波值主要由调制形式与开关频率所决定，针对定开关频率调制，会在其开关频率及其倍频附近出现峰值谐波，而变开关频率调制，则会产生很宽的整次谐波与间谐波频带。
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除此之外，因电网故障不对称引起负序电压和配电网本身电压谐波，会造成新能源电力系统出现附加谐波电流，其谐波特性主要取决于变流器控制方式。通过PSCAD/EMTDC对瞬时无功和有功控制与瞬时正序分量控制这两类控制措施实施电网系统故障的特征测试可知，对这两类控制措施在t=05s产生不对称故障之后，其变流器的输出电流均产生显著谐波。为了对新能源系统与配网所承担谐波职责进行区分，按照系统与负载参数得到谐波阻抗，然后通过PCC点谐波检测电流值评估用户的谐波电压水平。针对含有新能源的电网系统，准确鉴别新能源与配网在公共接入点引起的电流电压谐波情况，对于处治与监测新能源电力系统谐波污染十分有利。
5、新能源并网会产生孤岛问题
孤岛问题的是因为在电网系统降压后，接入的风电机组与光伏电站依旧在向电网供电，从而对降压电网进行持续性供电，因此要充分结合本地连接负荷，确保其单独运行，以防止引起孤岛问题。孤岛问题会造成电网系统频率、电压等的波动，在频率与电压波动范围超出安全限定值后，将对设备稳定运行造成较大影响。在孤岛事故下，电网会常常发生自动跳闸事故；同时，也可能在负荷容量中产生改变，在容量超出限定范围后，则将在便运器内引起超负载状况，进而造成逆变器的温度大幅升高，然后会引起起火等事故。此刻，逆变器维护检修人员将可能遭受重大伤害，严重时会威胁生命安全，即便再次闭合电路电闸，也将不起作用。因此，孤岛问题不但会严重威胁电网系统的安全运行，并且也将对用户人身安全造成重大隐患。
6、新能源并网对电力系统的影响
通过对我国电力系统的研究可以看出，新能源发电已经在我国各地得到了大力的推广，成为主要的新能源发电方式。因为我国电力系统普遍是单电源放射型布设，光伏发电等新能源发电并网，改变了原来的单电源模式，所以必须优化电网的拓扑结构，否则会引起继电保护的错误动作。一是在过流保护方面，当电力系统出现异常情况时，因为新能源并网后电流不稳，增加了继电保护线路在对异常情况的电流进行判断时的难度，从而影响了馈线保护电路的灵敏度，导致判断错误，造成拒动或误动等情况的发生。二是距离保护，并网后电网的拓扑结构发生了变化，导致距离保护缩短。
7、优化新能源发电并网策略
7.1、加强对电能质量的控制
通过前面就新能源发电对电力系统的影响进行综合分析，建议针对影响电能质量的主要因素，对电力系统进行优化。一是电压闪变和波动方面，通过在电路中加装有源电力滤波器，来平衡并网的电压波动，通过加装动态电压恢复器，提高电网稳定性。二是减少谐波影响，通过加装静止无功补偿器，减少谐波干扰。
7.2、完善技术标准与规范
新能源具有环保和可再生的优点，近年来得到了广泛应用。新能源发电涉及的技术领域比较多，新能源发电并网则更为复杂，所以在实际应用中还存在一些问题。要不断加强对新能源发电并网的研究，不断完善新能源发电并网的技术标准，针对新能源并网中存在的问题进行攻关，减少并网对电力系统电能质量带来的不良影响。同时认真学习研究电力信息通信技术等先进技术，做好电力系统的智能化管理，及时监测并网对电网运行的影响，从而不断优化新能源并网技术，减少谐波、电压波动等对电力系统的危害，确保新能源发电行业可持续发展。
7、结束语
随着传统能源供应的日趋紧张和人们对环境保护的重视，新能源开发得到了世界各国的重视。因为新能源的开发还处于初级阶段，所以在实际的应用过程中还存在许多的问题，阻碍了新能源发电的可持续发展。我们必须高度重视新能源发电并网技术的研究，借助互联网技术、电气自动化等技术，实现新能源并网发电的智能化管理，加大新能源发电在电网中的占比，从而减少传统能源发电带来的环境污染问题，减少珍贵的不可再生能源的浪费，确保新能源发电的可持续发展。
参考文献
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论文作者:仝楠
论文发表刊物:《中国电业》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：新能源论文; 电网论文; 谐波论文; 电压论文; 电力系统论文; 电能论文; 频率论文; 《中国电业》2019年11期论文;