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新能源发电并网对电网电能质量的影响

2020-11-06王忠友

中国电气工程学报 2020年16期
关键词:影响

王忠友

摘要:随着经济建设水平的不断提升,各行业发展中对能源的需求以及消耗量也在不断的上升,在能源产量极度减少的背景下,只有积极加强对新能源的开发和利用,才能更好的满足社会发展对能源的实际需求。众所周知,我国在世界上属于人口大国,对电能的需求比较大,若仅仅依靠传统的燃烧发电,就会加剧我国的不可再生能源的紧缺问题,所以更加需要加强对新能源的开发。在这样的发展背景下,新能源并网发电技术得到了推广,但是由于该技术并不完善,对电能质量也有一定的影响,遂本篇文章主要分析新能源发电并网对电网电能质量的影响。

关键词:新能源发电并网;电网电能质量;影响

在社会快速发展的背景下,各大行业对电能的需求量也在不断的上升,如何寻找新的能源代替传统能源的开发已经成为一大重点问题。随着对新能源的不断探索,新能源发电技术也逐渐得到推广和应用,即新能源发电并网,尽管这项新的能源发电技术,有效的满足了社会发展对电能的需求以及减少了对环境的破坏,但是由于新能源的利用仍旧处于起步的发展阶段,无法有效的保证电能的质量,对此还需要不断的加强对新能源发电的研究,只有提高新能源发电的质量,才能真正的解决社会发展的用电需求。

一、新能源发电并网的类型和特点

(一)新能源并网发电的类型

随着用量需求的不断提升,新能源并网发电这种新的发电形式也逐渐得到了大范围的推广,其在很大程度上解决了我国的用电问题。新能源的发电类型主要包括太阳能发电、水力发电、风能发电等等。在社会不断进步的背景下,传统的能源发电再加上人类活动对生态以及社会环境带来了较大的破坏,不可再生能源的数量也在急剧的减少,所以加大的新能源发电技术的研究和应用,是十分有意义的[1]。

(二)新能源并网发电的特点

新能源发电技术的研究和应用,在解决能源短缺以及减少对环境破坏方面有重要的价值,但是相对于传统的能源发电来说,新能源发电也存在的一定的特点。例如,以太阳能以及风能发电来说,若将其作为主要的发电能源,那么也会相应的增加对分能和太陽能的需求量;而且一旦遇见异常天气,太阳光照或者风力不足,也会影响发电设备的运行,从而无法制作出所需的电能。

二、新能源发电并网对电网电能质量的影响

(一)对电网频率的影响

在利用新能源发电并网期间,若发电站的电量在电力系统中的比例有所增加,就会导致新能源发电机组出现随机性的情况,从而就会导致电网内频率出现了波动异常的情况,这种情况的发生,对电力系统以及广大用户都会带来不同程度的影响。针对风力发电厂与火力发电厂出现的频率波动,可以建立频率评估模型,借助模型就会显示出0.02-10Hz的功率波动对电网带来的是最大的。

(二)间歇性和波动性发电的影响

以风能发电作为新能源并网发电为例进行分析,众所周知风力本就具有一定的不稳定性以及间歇性,所以发电站所产生的带能也会呈现出这两大特点,所以要想控制风力发电的电能,也是有很大难度的,且在控制的过程中还会影响电网频率出现偏差甚至是出现电网闪变的情况。为了避免电网中障碍情况的出现,就需要合理的控制好风力发电厂穿过低压时合理的控制电厂的电压,将其控制在合理的范围内,提升电网对电量的接纳能力,并将电网的电量调峰合理的控制在合理的数值范围内,这样才能保证电网的稳定和运行。此外,动态无功功率和功率调整对并网也有一定的影响,所以无功补偿功能的应用也是十分常见的。

(三)新能源发电并网导致电网谐波问题

按照风力发电以及光伏发电为案例,在这两大发电系统中,一般都应用到了电力电子装置,实际上这种装置自身就存在一定的不足,就会增加直流分量以及谐波的发生率,一旦出现谐波,就会直接影响电力系统,不仅会影响电能的质量,而且还会导致电网电压出现畸形情况,给电力系统增加了很大的安全隐患,严重时还会造成电力系统的瘫痪,从而影响社会发展以及人们的正常生活。为此,电力系统需要合理的配置滤波装置,降低电网中谐波的含量,在控制谐波含量的过程中,还能合理的使用动态或者静止无功补偿装置[2]。

(四)孤网的问题

当大电网出现失压的情况时,并网风力发电与光伏发电系统依旧保持持续发电的情况,而且还能与本地负载进行连接,从而形成了新的独立运行的平衡网,这就是孤网,在这样的情况下,大电网就会失去对孤网电压、频率的控制,若是受电位置或者输出功率出现变化,孤网就会崩溃,孤网的电压和频率都会受到不同程度的影响。若变化在可控的范围内,这样的情况下所产生的影响也是可以控制的;一旦超出了可以控制的范围,就会直接破坏电路,甚至会破坏整个装置;若是存在供电不足,还会对逆变器造成破坏。

三、新能源发电并网对电网电能质量影响的有效解决对策

(一)波动性和间歇性的解决对策

出现波动性以及间歇性的原因主要就是受到了自然因素的影响,尽管自然因素无法进行有效的控制,但是可以对相关设备进行合理的控制。首先,新能源发电并网的设备,可以增加有规定的并网基础性能;其次,需要不断的改善和提高电网对峰值的调节和控制能力,并增加电网对波动以及间歇问题的接纳能力,同时还需要保证发电系统装置具备完善的有功功率调整与无功功率调整的功能;最后,在使用风力发电以及光伏发电的过程中,在没有功率的情况下,也存在运转的问题,这就无形中增加了损耗,所以必须要保证新能源发电设备具有无功补偿功能[3]。

(二)谐波解决对策

出现谐波的原因主要在于电子设备,但实际上无论是风力发电机自身或者并联补偿电容器及线路存在问题,这些问题都是可以控制和避免的。所以风力发电厂,只有不断的减少单独升高或者降低风速的情况,并避免对峰电力进行集中连接,这样能够避免局部谐波电压的增加。也可以使用多种风机混合装置,此外,按照合理的谐波过滤装置也是十分关键的,这一措施能够有效的减少电网中的谐波。

(三)孤网解决对策

孤网问题的原因是在大网失压的背景下而出现的,所以为了解决这一问题,在加工新能源发电并入电网前期,就需要国家加强对电力调度的掌控,加强对电力调度的严格审核,并使用有效的手段来加强对其控制和管理。而针对电力发电或者光伏发电,就需要具备完善的功率预测功能。

(四)统一并网的标准

目前在我国在新能源入网的统一标准还存在一定的缺陷,并不全面,在电力系统稳定性、新能源并网发电对电能质量的影响也没有深入的了解和掌握,而且电网的影响因素也并未得到合理的解释,所以这些现状,就需要不断的完善风力发电以及光伏发电的设备,尤其需要关注逆变器以及控制器的重视,不断的提高技术层次的研究深度和广度,从而不断的实现并网标准的统一[4]。

四、结束语

综上所述,随着社会发展水平以及科技水平的不断提升,对电能的需求量也有了更高的需求,正是在这样的背景下,新能源发电技术也得到了一定的发展和普及,但是新能源发电并网在应用中,也逐渐的显现出一些问题,所以为了保证新能源发电并网技术的有效应用,就需要对其进行完善,将其存在的问题进行解决,这样才能有效的突出新能源发电的优势,以便更好的满足社会发展以及人们生产、生活对电能的需求。

参考文献:

[1]宋平凡, 佟胜伟, 段森园. 新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J]. 通信电源技术, 2019, 36(12):139-140.

[2]李汉波. 新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J]. 中国科技纵横, 2018,(23):160-161.

[3]殷丽红. 探析新能源发电并网对电网电能质量的影响[J]. 区域治理, 2018, (10):181-181.

[4]黄薪余. 浅析新能源接入对电网电能质量的影响[J]. 通讯世界, 2018, 342(11):121-122.

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