王昕宇

摘要：我国近年来大力发展新能源开发利用，以缓解能源紧张局面，将太阳能、风能、生物质能源等可再生资源接入原有配电系统中改变了国内单向供电模式。

本文探讨了新能源供电过程中不稳定性因素对电网电能质量的影响。以及新能源并网造成电网、电压偏差、谐波，对电力系统运行的影响。

关键词：新能源并网;电力系统;电能质量

引言：世界能源危机爆发开发利用清洁风能、太阳能等可再生能源，一定程度上缓解了能源危机。我国在新能源的开发利用上获得了一定的成效，应用新能源先进技术实现风能、太阳能资源转化，从而满足供电需要，实现国家电网迅速发展。由于新能源发电具有不稳定性，并入原配电网，造成电压不稳、谐波污染问题。

一、新能源并网对电力系统电能质量的影响

1.1新能源并网给电压偏差带来的影响

电力系统中，电压调节需要通过专有设备进行。新能源并网后，新能源发电占据比例较大，电力系统输出电压产生变化，输出功率也发生较大变化，提高了电压调节难度。如依旧使用传统电压调节方式，造成线路超负荷，不合理的电压调节方式会导致输出电压值下降，用电电能值降低。因此要保证新能源入网后电力系统稳定运行，结合新能源对电网的影响，对电力系统的调压设备进行优化。在电压调节环节，要结合电力系统的需要，制定调压方案，保障电力系统的良好电压控制效果。

电网与新能源发电站一般存在公共接点，在衔接点接入电网短路容量、输电线路阻抗、新能源发电穿透功率都会对电压稳态产生影响。这些因素都会对新能源并网后电力系统电压产生影响，通过调节控制来保障电压的稳定性。新能源受外界影响因素较多，新能源并网后电力系统的控制更为复杂，电能质量管理工作难度提升。新能源并网后，不可控电量存在对原有电力系统产生电流冲击作用，造成电压闪变、波动，出现馈线潮流变更现象。对电网运行造成极大影响，电力系统电能供电定能质量下降。新能源并网后相关人员要及时进行调控措施，加大电力系统内部电容容纳量，使调峰容量提高，维持电力系统的可靠性。新能源发电机组的开启、停止、出力过程，输出功率会发生较大变化，造成电压闪变、波动。并网的短路容量值越高电压闪变波动值越小，通过对电压变化原因分析，制定相应措施可有效减少新能源并网造成的影响，以保证电力系统稳定运行。现有电力系统往往通过投切电容器和LTC调压分接头来调节电压，此类配置已无法满足并网后电网安全稳定运行对于电压值变化的需求[1]。

1.2新能源并网对电网频率的影响

电网安全稳定运行，就要保证电网频率稳定，是为满足企业、公共事业、人民群众用电安全的保障。与传统发电相比，新能源发电就有很多不稳定因素，一旦新能源并网，电力系统总发电容量超出原系统限定，会引发电力系统内部电网频率波动，影响供电系统电能质量。如风力发电，风电场功率波动，直接对电力网络产生影响，在0.01-1.0Hz的功率波动产生影响最大，不利于电力系统正常运行。电力系统是一个动态系统，风力发电系统并网时，电网通过有功功率，频率平衡机制实现电网功率的平衡。平衡机制主要根据电网对电能的预测。电网调度人员根据以往的电网发电计划，预测电力系统各个时间段电力负荷并安排相应的热电系统设备发电，能更好实际应对热电系统实际负荷偏差。这种预测方式降低了发电机利用功率、减轻发电机组输出功率调整。风力发电机组的输出功率随风速变化频繁波动，加重了电网调节功率的负担。

在用户现场或靠近用户现场安装较小发电机组，支持现有配电网的运行需求。新能源并网后通过影响电力系统的频率，从而影响电能的总体质量。可以通过火电厂单机等效模型进行分析。可以直接对火电厂电网频率波动趋势进行相关影响情况分析。如新能源发电组功率为1.5MW，其频率小于1.5Hz时，经模型计算可得穿透率为18%频率偏差最为合理。对于光伏发电研究表明，光伏发电容量占比小则电网频率正常;发电容量占比大时，电网系统频率波动大，造成电网系统无法正常运行。电网运行状态正常情况下，不易出现频率不正常。分布式电源接入，分布式电源占比在电网系统占比增大，新能源并网发电具有随机性、不稳定性，可影响电网频率。

1.3新能源并网对电网谐波的影响

新能源并网对电网系统电能质量的影响，也产生对电网谐波的影响。分布式电源接入，对逆变器需求量大。逆变器采用脉宽调制控制方法，在并网过程中产生大量谐波。在风电场、光伏发电，电力电子装备是发电系统必不可少的设备。并网过程中常常存在不少问题。如进行光伏逆变器的并网过程中，通过脉宽调控来控制的，这种控制方式极易造成明显电压、电流谐波。光伏发电在各地发展状况不同，与当地气候有关，光伏发电并网后，由于输出功率不稳定，对电能质量造成不利影响。并网后受气候影响，并网位置和并网容量也不同，光伏并网规模变大，输出功率就会变大，所并网处所获得功率变大，电压增加超出一定的电压值，对整个电网造成巨大冲击[2]。

光伏发电作为电力系统发电能源，其功率变化直接影响电网电压，导致电压出现波动。发电系统大量使用电子换流器，将光伏发电产生的直流电转换为交流电，方便电力传输和后期使用，但这一过程会产生大量谐波电流。并网效果还受到光照、角度、风速等影响。这些谐波波形极不稳定，电容器、电抗器的谐振性加强了谐波畸形。而风力发电造成谐波原因在于风力发电过程中补偿电容器与电抗的相互作用或是电网不对称故障所产生的，也可能是风力发电自身运行时安装了大量电子设备产生的谐波。谐波出现极大影响了电网電能质量，谐波电流出现使电力系统在运行过程中存在一定的安全隐患，严重时可引发电力系统瘫痪，影响正常生产生活。为了尽可能的避免谐波产生，需制定有效措施。如风电场并网过程中可以使用不同的风机，避免同类型风机产生谐波，为避免谐波出现，可在并网系统安装过滤装置。新能源并网时相关人员要严格控制可影响因素对谐波产生的影响，实现良好并网控制。

二、新能源并网系统优化对策

2.1加强对电网电能质量控制

对于影响电能质量的主要因素进行电力系统内部优化，一方面从电压闪变、波动，在原电路装滤波器，平衡电网变压波动，通过装动态电压恢复器，来提高电网稳定性。另一方面是减少谐波带来影响，加装静止无功补偿器。为加强电网电能质量，有关部门可加强对储能与大面积新能源开发整合、并网管控力度[3]。

无功电压控制在新能源并网条件下实施，有效实现了良好控制电能质量。新能源并网过程中，存在较多干扰性因素，相关人员日常工作中应加强对干扰性问题的分析，严格对干扰因素进行控制。

2.2完善相关技术标准与规范

新能源近些年来获得广泛应用，在发电领域运用的技术较多，新能源发电并网的运用更为复杂，实际运用过程中存在诸多问题。不断加强对新能源发电的研究，解决存在的问题减少其对发电电能质量的影响。认真参加电力信息技能培训，为做好电力系统智能化管理，及时监测并网数据，分析其对电网运行的影响。提升并网技术，减少谐波、电压闪变、电压波动对电力系统产生的不良影响。

结论：随着传统能源供应日渐紧张，新能源开发得到了有关部门的重视。新能源开发尚处于初级阶段，存在着诸多问题，一定程度上影响着新能源发电的发展。开发新能源并网技术成为，新能源应用在发电领域的重要工作。借助互联网、电气自动化等技术，实现新能源并网技术智能化管理，确保新能源发电可持续发展。

参考文献：

[1]杜梅，叶涛.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].数字通信世界，2019（07）：144+185.

[2]张哲闻.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].通信电源技术，2019，36（12）：211-212.

[3]张阳玉，刘晓琳.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].价值工程，2020，39（14）：235-236.