新能源发电并网对电网电能质量的影响分析

高伟

摘要：现在全球都在用新能源发电，这是大势所趋，因为新能源发电缓解了能源枯竭问题，也保护了生态环境。但是许多新能源发电项目的管理方法相对落后，必须对项目建设的每个方面严格把控，不断管理和创新，才能提高新能源发电项目的实用性，实现其价值。

关键词：新能源发电；并网；电能质量

1新能源的发展现状

基于低碳经济的发展背景，开发以及利用清洁能源，追求绿色GDP，最核心的是积极发展清洁能源，通过减少污染气体的排放，达到绿色发展的目标。新能源为可再生能源，具有储量的优势。^[1]近年来，我国大力发展新能源，以此保障能源安全，同时推动友好型社会的建设。以湖南为例，优化调度的同时，优先消纳风能、光伏发电、水电等清洁能源，2019年8月末新能源并网规模同比增长23.3%，清洁能源发电量同比增长57.8%，占全省发电量的45.0%。不过新能源发电技术尚且处于发展阶段，还有很多技术以及运用不够成熟，面临着极大的挑战，需要不断创新和探索，推动新能源发电技术的发展，释放技术的能量。

2新能源发电并网对电网电能质量产生的影响

2.1对电网频率的影响

在新能源发电并网的过程中，如果发电站的发电量在电力系统发电量中的比例增加，那么新能源发电机组会因为其本身的不稳定而出现随机性，进而导致电网内频率出现异常波动现象。这样的情况会导致电力系统和用户本身都受到严重影响。如果把风力发电厂与火力发电厂的功率波动，看作是风力发电厂与火力发电厂机组转速变化产生的波动，再针对系统频率建立一个评估模型，数据显示在火电机组自动发电系统中，0.02～10 Hz的功率波动对于电网产生的影响最大。

2.2间歇性和波动性发电的影响

在新能源发电并网的过程中，以风力发电作为新能源并网发电的案例进行分析。由于风力本身的不稳定和间歇性特点，发电站产生的电能也随之出现间歇性和不稳定的特点。对于这类电能，其控制难度比较大，且在控制这些电能的过程中产生的电流冲击会导致电量的频率出现偏差或者是电网闪变的现象。为了有效避免在电网中出现瞬间障碍，需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在较低的范围。只有不断提升电网对于电量的接纳能力，同时将电网的电量调峰提升到合理的数值范围，才能保证电网的稳定运行。在新能源发电并网的过程中，动态无功功率和功率调整对于并网的影响都十分重要，无功消耗在并网发电过程中比较常见，所以在新能源并网发电的系统中无功补偿功能的应用也比较常见。

2.3新能源发电并网导致电网谐波问题

以风力发电和光伏发电为例，风力发电产生的谐波是来自风电机组的电力电子元件。恒速风机本身一般不产生谐波，但是目前使用比较普遍的双馈异步发电机和同步发电机中应用了很多的电子元件，且直驱永磁同步发电机组中的交直交变器采用了很多具有电力电子非线性元器件的可控PWM整流或不控整流，因此会产生一定的谐波。新能源发电并网的光伏逆变器开关IGBT和脉宽调制控制会在光伏并网运行的过程中产生一定的谐波电流。^[2]

3新能源发电并网对电网电能质量影响的控制措施

3.1科学规划

推动新能源的发展以及应用，当前的重要任务为科学合理规划，这也是发展电力新能源的基本要求。具体落实方面，需要相关主管部门能够坚持经济和绿色的基本原则，深度分析当前能源市场的基本需求，除了做好水电和火电的规划外，制定符合发展实际的可再生能源目标。基于提出的新能源发展以及利用总目标，对新能源发电技术的应用，进行合理规划，优化规划方案，并且提出相应的标准，为电力新能源发展和应用面临的问题，提出具体的解决措施，推动新能源发电技术的高效发展。

3.2加强质量控制

质量控制是保证风力发电工程项目正常运行的重要因素。因此，在管理风力发电建设项目的施工质量时，就必须对施工现场进行有效的管理，对质量作出保证。在风力发电项目的建设过程中，要保证在项目建设过程中不能发生任何错误并认真监督，仔细检查项目建设的各个过程，比如仔细核对设计图、材料质量、设备配件、设备功能、组织设计和供应商的信誉度等，从而将每个环节的错误率降到最小。对各个部分进行检查，必须确保监督者细致检验，加强对风力发电项目建设过程的质量控制，确保各项质量评估符合标准，并对现场的每个部分进行勘查。

3.3改善孤岛效应

改善孤岛效应的方法可以通过检修手段对孤岛效应进行检测。当电网在断电之后，可以使用被动式检测法对逆变器的相关参数进行检测，从而找到存在的问题，如果在输出功率以及负载功率之间有较大的差距，那么就存在孤岛效应。相关人员也可以采取主动式检测或者是主动式与被动式检测相结合的手段，找到其存在的问题。解决孤岛效应需要相关人员对常见的问题进行反复的研究，找到其问题存在的共性，从而可以有效预防问题的产生，减少孤岛效应的发生。

3.4统一并网标准

当前我国对于新能源的入网统一标准还不够全面，对于电力系统稳定性以及新能源并网发电会产生的电能质量影响均没有完全掌握。此外，对于电网的调度以及影响电网的因素都无法做出合理的解释。因此，必须要完善风力发电和光伏发电的相关设备，对于逆变器和控制器进行完善，加大技术方面的研究力度，尽快提出针对性的解决措施，然后统一并网标准。

3.5完善成本的管理方案

在建设新能源发电项目时，施工人员要根据已商讨好的施工计划进行施工，掌握好施工的进度。同时，工作人员需要定期将新能源发电项目的施工进程与施工计划核对。一是为了减少新能源发电项目施工过程中的错误，提高施工效率；二是因为在新能源发电项目的施工过程中，并不是每一步都能按照计划完美地实施，会出现各种各样的问题。所以要找出其存在的问题，对方案进行调整，更好地建设新能源发电项目，加快其施工进度。由于新能源发电项目牵扯的内容过多，具有一定的复杂性，因此工作人员需要做好成本管理的方案，从而对项目建设成本进行更好的控制。

3.6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。

3.7加强控制检查

首先，工作人员需要以建设新能源发电项目的实际情况为依据，制定相应的检查方案并且严格按照方案规定执行，不能纸上谈兵。例如，在整个项目的建设过程中，会出现一个问题多种控制方案的情况，这就需要工作人员细心地对施工过程进行检查。^[3]为了提高发电项目的质量，可以组建一个团队有针对性地检查出现的问题，然后对问题进行交接。

结束语

目前，我国新能源发电并网对电网的电能质量还存在一定影响，极大地威胁了电力系统的正常运行。为了保证新能源发电并网推动我国电力系统的稳定发展，相关的技术部门与工作人员必须要不断研究和完善相关的技术标准，进而确保广大群众能够拥有安全稳定的电力资源。

参考文献

[1]陈意,赵乘麟.新能源发电与电能质量问题研究[J].通讯世界,2016(08):152.

[2]康珲,屈玮琦.探讨新能源发电并网对电网电能的影响[J].科技经济市场,2014(08):51-52.

[3]刘磊.新能源并网发电电能质量研究[J].科技创新导报,2013(22):57.