摘要：风力发电和光伏发电等一些新能源技术已经成为目前最有潜力的可再生能源发电技术。新能源发电的目的是增加电力系统的电量，减少电力系统对一次能源的消耗。
关键词：
0、引言
随着社会的发展，风力发电以及光伏发电等获得了非常大的应用。但是在这些新能源发电并网的过程中，由于动态波动比较大，因此输出功率并不是很稳定，这容易给电能质量造成一定的影响。此外，由于当前新能源发电的并网过程多需要电力电子装置来实现，这也会在一定程度上产生附加谐波电流。
1、新能源发电的概述
目前，世界各大经济体都纷纷推出了新能源的发展规划，以新动力来促进世界的经济发展。发展新能源、加强环境保护已经成为世界各国的重要发展战略，新能源发电在新能源利用和开发中占有相当大的份额。新能源发电可理解为将新能源即可再生资源进行转化，如：太阳能、风能、水能等资源转化为电能或清洁的燃料，再应用电力技术将一次能源转换为高效清洁、运输使用方便的二次能源供人们使用。我国国土面积广大，幅员辽阔，具有较为丰富的风能和太阳能储备。本文主要针对新能源发电中风力发电和太阳能发电进行分析。
（1）风能资源：可利用的风能主要是参照有效风能的密度和有效风速年累计的小时数。我国幅员辽阔，其风能密度大约可以达到每平方米三百瓦以上，风速每秒三到二十米，年累计超过六千小时以上，其中可以利用的风能储备量大约为二点五亿千瓦，全部算下来大约有十亿左右的风能储备量；
（2）太阳能资源：太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，就目前的资料显示，我国的陆地表面主要接收太阳的总辐射已经和一点七万亿吨标煤相当，具有很大的开采空间及利用价值。
2、新能源入网对电能质量的影响
2.1电压波动以及闪变对电网的影响
2.1.1 馈线稳态电压方面的影响。在电力系统中，调节电压的接入一般是经过LTC和投切电容器来实现的，而且还会进行一些其他动态无功调节装置的配置。在这种情况下，如果接入电网中新能源占的比例比较大，则其发电站功率的波动性会给线路的负荷潮流造成比较大的影响，使其也容易产生波动而且变化会比较大，导致电压调整难度 加大。
具体来说，主变电站和新能源发电站之间的距离越大，那么馈线电压也将越高。而新能源发电站容量在最小运行的方式下相较于负荷的比例会比较大，这会导致电站上游的输送功率降低，严重时还会导致逆流现象，最终使得最小运行方式中不同位置新能源发电站馈线电压分布和最大运行方式中存在着很大的不同。总体而言，电网和新能源发电站公共连接点的电压稳态变化除了由其接入电网短路容量、发电穿透功率以及输电线路阻抗这些因素共同决定以外，而且风电场无功出力也会给电网的稳态电压造成一定的影响。
2.1.2 电压波动以及闪变方面的影响。电力系统中，新能源发电站中机组由于出力、开停机是随着波动变化的，加之补偿电容器投切因素的影响，使得电网中出现电压波动以及闪变的问题。因此可以看出，导致电压波动以及闪变的最直接原因就在于发电站输出功率的变化。其中对于风力发电来说，影响其输出功率的最大因素为风速的变化，其湍流强度和电压波动以及闪变有着一定的正比例关系，当前在这方面的研究也比较多。
2.2对电网频率的影响
在电力系统运行的过程中，频率异常是比较少见的情况。以光伏发电来说，在其发电站容量比较小的时候，即使在多台机组投切时也不会导致电网频 率越限。但是由于新能源发电过程中，其机组出力是具有一定随机性的，因此伴随着电网总发电量中新能源发电量比例的不断提升，电网中是有可能出现频率波动 的，实践及理论也很好地证明了这一点，这种电网频率的问题会对电力系统以及其用户造成不好的影响。
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新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点，目前，在电网接纳能力不足的情况下，大规模新能源发电并网会给电力系统带来一些不利影响，电网必须 控制接入容量在可控范围内，以最大限度地减小不利影响，存在的主要问题也有很多，也必须尽量新能源装置性能进行改善，使用性能更好地电力电子 装置和电能质量分析工具去分析和改进技术，使新能源完美融入电网。
2.3孤网的影响
当大电网失压以后，并网风力发电和光伏发电会对电网中的某一部分继续供电，并与本地负载形成连接，达到一个新的供需平衡状态，形成孤网运行。此时，孤网中的电压和频率不受大电网控制，得不到大电网的调整支持，当负荷侧负载发生变化或是发电侧输出功率发生变化，都会导致孤网供需失衡，使得孤网的电压和频率容易发生波动，如果波动范围超过了允许的安全范围，将严重影响设备的安全。当供大于需时，电压和频率会超出允许的范围，可能会对用户的设备造成损坏。当供小于需时，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。因此，在新能源并入电网前，电力调度必须进行严格把关、审核，对于风力发电系统和光伏发电系统，具备功率预测功能，是必备的准入条件之一。
2.4并网标准不统一的影响
新能源的分布范围较广，但是分布不够均匀，我们国家暂时还难以实现一个比较统一的新能源发电并网标准。按照我国现在的技术发展现状，只能统一那些大型并网系统的技术标准，却没有统一其检测技术，并且在系统检测当中存在着一定的缺陷，因此应该继续进一步完善系统的认证。
现阶段，我国缺乏用专业的知识来分析破坏电力系统稳定性和大中型新能源并网中会降低电能质量的主要原因，甚至对电网调度和影响电网运行的影响因素都缺少较为合理的认定，而且电网接纳技术中所存在的问题还在不断的研究和探索当中，目前还没有真正的形成统一的定论，对于接入系统进行完善的检测我国现阶段的技术能力还很难完成。例如，对逆变器和控制器的检测我们还需要不断的完善。另外，虽然我们在不断发展与探索输配电设备和双向计量设备的检测技术，但是同一些西方发达国家的技术相比我国的技术还存在着很大的差距。
2.5风力发电对电网安全稳定运行的影响
2.5.1对电网动态稳定的影响
风力发电本身的特点决定了其对电网动态稳定的不利影响。风力发电作为电源具有间歇性和难以调度的特性。风力发电机组与电网并联时，需要电力系统启动备用容量来补偿风电的波动。而在中国，风资源丰富地区一般都远离负荷中心，电网结构也比较弱，补偿能力有限，系统的动态响应能力将不足以跟踪风电功率的大幅度、高频率的波动，系统的稳态电能质量和暂态电能质量都将受到显著影响，这些因素反过来会限制系统准入的风电功率水平。
2.5.2对电网的影响力和影响范围
随着电力电子技术的发展，大量新型大容量风力发电机组开始投入运行，目前我国已具备包括3MW级以上风电机组总体设计和制造能力，风电技术正朝着单机大型化方向发展，风电场装机达到可以和常规机组相比的规模，这样一来，随着更大、更多的风电场投入运行，风电装机在电网中所占比例不断增大，对电网的电压偏差、无功控制、有功调度、静态稳定和动态稳定等影响力越来越大。由于装机容量的不断增加，风电场接入电网的电压等级也在不断提高，所以风电场接入后对电网的影响范围也在不断扩大。
2.6光伏发电对电能质量的影响
大规模并网光伏发电站在电网结构所处位置类似于风电场，由于某一地区的光照辐射强度及利用小时数的相对稳定，光伏发电站的电能质量、稳定性和规律性略优于风力发电。但是，太阳能属于能量密度低、调节能力差的能源，且太阳光的日夜交替变化导致光伏并网发电站只能间歇工作，因此光伏电站并网发电后会对当地电网安全稳定以及电网的供电质量造成一定影响。
3、结束语
总之，大力推进节能减排，积极开发新能源，是贯彻落实科学发展观、促进经济社会可持续发展的重大举措，因此大力开采新能源发电是非常重要的途径，需要引起我们的重视。
参考文献：
[1]姜齐荣.新能源发电的安全稳定与电能质量问题探讨[J].电气时代，2014，04：40-43.
[2]吕志盛，闫立伟，罗艾青，王强钢，周念成，新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].华东电力.2012（12）.
论文作者:杨爱华
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/28
标签：电网论文; 新能源论文; 电压论文; 电能论文; 发电站论文; 风能论文; 质量论文; 《当代电力文化》2019年第04期论文;