洪楠

摘 要： 隨著國家對電能需求的不斷增大，單純依靠化石燃料進行燃燒發(fā)電已經(jīng)不能滿足日益增長的用電需要，因此科研工作者積極探索新能源發(fā)電模式，利用其無污染可再生等優(yōu)勢，在解決人們用電需要的同時改善生態(tài)環(huán)境。但是新能源發(fā)電就目前技術(shù)來說還不夠完善，在發(fā)電并網(wǎng)過程中對整體電能質(zhì)量會產(chǎn)生一定的影響。本文旨在通過對新能源發(fā)電并網(wǎng)的特征以及對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響進行分析研究的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決措施，以期對相關(guān)從業(yè)者的實踐活動提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞： 新能源發(fā)電并網(wǎng);電網(wǎng)電能質(zhì)量;特征;措施

可再生能源發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為當今時代十分具有開發(fā)潛力的技術(shù)項目，其中風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等分布式發(fā)電技術(shù)對于滿足我國整體的用電需求起到了重要的作用。但是可再生能源發(fā)電技術(shù)不可避免要面臨并網(wǎng)狀態(tài)，為最大限度上保障可再生能源的發(fā)電利用率，并網(wǎng)系統(tǒng)要合理控制相關(guān)策略，從而在保證最大輸出的基礎(chǔ)上達到對電網(wǎng)電能質(zhì)量影響的最小化。即使在這種策略控制下，由于風(fēng)速或光照強度等動態(tài)波動變化因素的不斷改變，使得新能源并網(wǎng)發(fā)電站的輸出功率存在著較大波動，這種間歇性的功率波動對整體的電能質(zhì)量會造成不利影響。新能源發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)設(shè)置時往往會采用電力電子裝置，就會不可避免的產(chǎn)生電壓電流諧波，從而使變流器產(chǎn)生附加諧波電流，從而在很大程度上會影響電網(wǎng)頻率波動和穩(wěn)定性。

1 新能源發(fā)電并網(wǎng)的特征和類型

1.1 新能源并網(wǎng)發(fā)電的特點

新能源發(fā)電對于解決傳統(tǒng)的能源稀缺問題和保護生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義，但是與傳統(tǒng)的能源發(fā)電相比來說，新能源本身具有間歇性特點。風(fēng)能和太陽能在作為主要發(fā)電能源時，發(fā)電設(shè)備對于風(fēng)能和太陽能的需求量是十分巨大的。但是特殊季節(jié)或者天氣情況下光照和風(fēng)力往往會出現(xiàn)變化，這就會很大程度上導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備無法滿負荷運行，也就意味著無法制造出大量的電能來輸送到公共電網(wǎng)中，最終對整體的電動質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

1.2 新能源并網(wǎng)發(fā)電的類型

隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的能源發(fā)電給人類社會生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。因此新能源發(fā)電逐漸成為新的環(huán)保趨勢，能源并網(wǎng)發(fā)電形式也逐漸得到了推廣。目前階段新能源并網(wǎng)發(fā)電的類型主要有風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電以及水力發(fā)電等。隨著科技條件的不斷進步，更多類型的新能源發(fā)電形式也會逐漸出現(xiàn)，這些都對人們的生活和社會進步產(chǎn)生了十分重要的影響。

2 新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響

2.1 對電網(wǎng)頻率的影響

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)頻率異常的概率是很少的，根據(jù)相關(guān)并網(wǎng)光伏頻率變化數(shù)據(jù)可以知道，即使光伏發(fā)電站容量較小時，也可以允許多臺機組投切，而不會出現(xiàn)電網(wǎng)頻率受限的情況。而在新能源發(fā)電站的發(fā)電容量占電網(wǎng)內(nèi)總量比例逐漸增大時，由于新能源發(fā)電機出力的隨機性，就可能導(dǎo)致整個電網(wǎng)系統(tǒng)頻率出現(xiàn)波動，由此對用電用戶或整個電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生不良的影響。根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)并建立風(fēng)電功率波動對電力系統(tǒng)頻率的評估模型后，我們可以得出0.01～1.0Hz的功率波動對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的影響最大。

2.2 新能源發(fā)電的間歇和波動性對電能質(zhì)量的影響

根據(jù)當今的實際情況來看，大部分的新能源發(fā)電都存在著間接性和波動性缺陷。以風(fēng)力發(fā)電為例，風(fēng)能本身的不穩(wěn)定和季節(jié)性特點，就使得變電站產(chǎn)生的電能也就會隨之出現(xiàn)間接性和波動性狀態(tài)，進而使得新能源在發(fā)電并網(wǎng)過程中對電能的整體質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。對于這類新能源電能來說其控制手段比較復(fù)雜而且難以實現(xiàn)，在控制過程中還會產(chǎn)生電能沖擊會直接導(dǎo)致電量頻率紊亂，進而出現(xiàn)電力供應(yīng)偏差或者電網(wǎng)閃變故障。為了有效改善這種故障情況，就需要在風(fēng)力發(fā)電廠穿過低壓時就把電廠的電壓控制在一個較低的范圍內(nèi)。還要不斷提升電網(wǎng)對于電量的接納能力，不斷調(diào)整將電網(wǎng)的電量峰值調(diào)整到合理的數(shù)值范圍內(nèi)，從而保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。并且在新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中，動態(tài)無功功率和功率調(diào)整對于并網(wǎng)的影響是十分重大的，因此在新能源并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中，無功補償功能也是普遍存在的。

3 改善新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量影響的措施

3.1 統(tǒng)一新能源發(fā)電并網(wǎng)標準

根據(jù)相關(guān)實踐可以得知當前情況下，我國對于新能源的發(fā)電并網(wǎng)標準不夠統(tǒng)一，相關(guān)的規(guī)定條例還不完善。相關(guān)技術(shù)人員對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和新能源并網(wǎng)發(fā)電會產(chǎn)生的負面影響掌握程度不夠，并且對于系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度以及影響電網(wǎng)輸電整體質(zhì)量的因素都無法做出科學(xué)的解釋和并制定應(yīng)對措施。因此相關(guān)部門和機構(gòu)要系統(tǒng)完善風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的相關(guān)設(shè)施，嚴格管理逆變器和控制器。在運行過程不斷加強技術(shù)方面的研究進度，并且針對新能源發(fā)電并網(wǎng)過程中可能出現(xiàn)的故障提出科學(xué)有效的解決措施。最后要不斷統(tǒng)一各地多樣的并網(wǎng)標準，明確新能源發(fā)電并網(wǎng)準入門檻，并規(guī)定相關(guān)部門嚴格執(zhí)行并網(wǎng)標準，從基礎(chǔ)條件保證新能源發(fā)電并網(wǎng)的安全性和有效性。

3.2 應(yīng)對波動性和間接性的解決措施

新能源發(fā)電的波動性和間接性是由自然因素所決定的，我們雖然不能改變自然條件，但是我們可以通過發(fā)電設(shè)備的改進彌補這項缺陷。首先對于發(fā)電并網(wǎng)的新能源設(shè)備要不斷調(diào)試，使其適應(yīng)現(xiàn)有并網(wǎng)技術(shù)性能條件。其次對于整個電網(wǎng)來說，要不斷加強電網(wǎng)對于用電和輸電峰值的調(diào)節(jié)能力，從而改善電網(wǎng)對波動性間接性電能的整體接納能力。此外相關(guān)的新能源發(fā)電系統(tǒng)中，必須要具備有功功率調(diào)節(jié)和無功功率調(diào)節(jié)的功能，最大限度上降低新能源電能波動性對整體電能質(zhì)量的影響。最后新能源設(shè)備必須要具備無功補償功能，來規(guī)避風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電過程中沒有功率還在繼續(xù)運轉(zhuǎn)的損耗。

4 結(jié)語

新能源發(fā)電由于受自然和技術(shù)條件的限制，對整體電網(wǎng)的電壓電網(wǎng)頻率以及諧波狀態(tài)產(chǎn)生了一系列的不利影響。因此相關(guān)部門要不斷改進技術(shù)條件，以彌補新能源發(fā)電的自然條件缺陷。

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