张阳玉　刘晓琳

摘要：在电力系统中，新能源并网的应用使得供电方式更为多样，满足了生产生活的电力使用需求。但是，新能源并网的应用，也对电力系统中的电能质量产生了一定的影响。

Abstract： In the power system， the application of new energy grid connection makes the power supply mode more diverse， and meets the needs of production and life. However， the application of new energy grid connection also has a certain impact on the power quality in the power system.

关键词：新能源并网;电力系统;电能质量;影响

Key words： new energy grid connection;power system;power quality;impact

中图分类号：TM711                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）14-0235-02

0  引言

当前，我国传统的能源结构已经无法满足当前可持续发展的要求，而新能源的开发与利用成为当前能源战略目标的首要任务。以太阳能、风能资源为例，应用先进的技术，能够实现太阳能、风能向电能资源的转化，进而满足用电需求，实现电力网络的快速发展。新能源并网虽然实现了能源多元化，但是，对电力系统中的电能质量产生了一定的影响，因此，必须要采取必要的优化措施，提高新能源并网的应用效果。

1  新能源并网对电力系统电能质量的影响

1.1 新能源发电并网给电压带来的影响

1.1.1 对馈线稳态电压的影响

电力系统的运行过程中，电压的调节往往需要通过专有的设备来实现，比如，有载调压变压器分接头的改变、投切电容器，能够使得电压符合电力系统稳定运行的需求[1]。新能源并网以后，电力系统中的新能源发电往往占据了较大的比例，这种情况下，当发电功率存在较大的波动时，电力线路中的负荷也会随之发生一定的变化，此时，如果依旧采用传统的调压方式，往往难以保障电压的质量。在电压调节过程中，必须要结合电力系统的运行需求，进行调压方案的改变，保障新能源发电良好的电压控制效果。

一般情况下，电网与新能源发电站往往存在着公共衔接点，在此衔接点，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一定的影响，因此，新能源并网对电压的影响，需要通过对这些因素的控制与调节来实现，以保障良好的电压稳定性。

1.1.2 对电压波动、闪变的影响

与传统的发电方式相比，新能源发电具有特殊性，其随机性、波动性与不确定性明显，这种情况下，新能源并网使得电力系统的控制更为复杂，电能质量的管理也就更为艰难。新能源并网以后，存在着一些不可控电量，这些电量的存在，会对原有的电网系统产生一定的电流冲击作用，引发电网的剧烈波动、闪变与频率偏差，甚至会出现馈线潮流的變更，引起严重的电网运行问题，使得电力系统的电能质量难以保障[2]。如果电网的调峰容量降低到最低限值以后，电力系统的可靠性大大降低。因此，新能源并网以后，相关人员还需要采取必要的控制措施，逐步提高电力系统的电量接纳能力，使得其调峰容量逐步提高，维持电力系统运行的可靠性与稳定性。无功补偿技术的应用，能够在一定程度上缓解电压波动与闪变的问题。

1.2 新能源发电并网给频率带来的影响

与普通的发电方式相比，新能源发电的随机性明显，一旦在新能源并网以后，电力系统的总体发电容量，超过了系统原有的限定，就会引发电力系统内电网频率的较大波动，降低电力系统供配电的整体质量。比如，以风力发电为例，风电场功率的波动，会直接对电力网络产生一定的影响，如果将这种影响转化为相应的传递函数，在该函数模型内，往往包含了风电场输出功率波动、火电机组转速变化，通过建立相应的评估模型，可以获得影响电网稳定运行的频率范围。

新能源并网以后，通过影响电力系统的频率，进而影响了电能的总体质量。为获得并网对小并网频率的具体影响，可以直接通过火电厂单机等效模型来加以分析。具体来说，在该模型内，可以直接通过电网频率的变动趋势，来进行相关影响情况的具体分析。比如，如果新能源发电机组的功率为1.5MW，当其频率偏差小于0.5Hz时，结合模型计算，可以得到，当发电机组的穿透率在18%时，其频率偏差最为合理[3]。因此，新能源并网中，为大大降低并网对电能质量的影响，需要做好电网频率的实施监测。

1.3 新能源发电并网给谐波带来的影响

新能源并网对电力系统电能质量的影响，还体现在对谐波的影响方面。当前，在我国新能源并网中，最为常见的就是风电场与光伏发电，在这些并网技术下，电力电子装置是电力系统内不可或缺的设备。但是，在并网技术的具体应用过程中，常常存在着一些问题，比如，并网光伏逆变器的控制是由脉宽调制来实现的，这种特殊的控制方式，使得在并网过程中极易出现明显的电压与电流谐波。此外，并网效果还会受到光照、角度等因素的影响，这些影响因素加大了电力系统的谐波污染[4]。因此，新能源并网上，有关人员要严格根据相关因素对谐波所产生的影响，实现良好的并网控制，保障新能源并网的电能质量。

以并网风电场为例，其电网谐波的出现主要是由以下因素造成的：风电场线路电抗与并联补偿电容器的谐振、电力电子设备的应用谐波。风电场线路电抗与并联补偿电容器的谐振作用下，谐波主要表现为变速谐波与恒速谐波。

谐波的出现会严重影响电力系统电能的质量。首先，谐波电流的出现，使得新能源并网存在畸形情况，电能质量无法达到电网稳定运行的具体需求，甚至使得电力系统运行过程中，存在着一定的安全威胁，电力事故隐患较多，严重时甚至会引发整个电力系统的瘫痪，影响人们正常的生产生活。因此，为有效避免新能源并网后电网谐波的产生，往往需要采取必要的控制措施。如果是风电场并网，在并网连接时，可以连接种类不同的风电机，避免同类型风电机的应用所产生的谐波。此外，为避免谐波的出现，还可以在整个并网系统内，安装相应的过滤装置。

2  提升新能源并网电能质量的相关措施

2.1 协调控制储能与新能源

由于新能源并网后对电力系统电能质量产生了一定的影响，因此，为提高电能质量，有关部门与人员需要协调控制储能与新能源。主要从以下方面来进行：①加强对储能与大面积新能源发电整合、并网的管理与控制，在一些特殊的环节，需要做好相应的协调控制工作，积极在相关领域分散控制管理模式的推广，保障新能源能够发挥其应有的作用，实现电力网络的多元化。②加大在专业储能技术方面的投入，主要从加强新能源电网的管理着手，比如，积极推广与应用新能源发电装置，优化相关的发电装置，升级风电与光电的爬坡率，避免新能源并网中相关的限制。

2.2 无功电压控制

新能源并网条件下，无功电压控制的实施，能够在一定程度上实现良好的电能质量控制。当前，我国电力系统的无功电压管控方面，新能源并网逐步朝着分区域、分层次与就地平衡的趋势发展。无功电压相关装置的管理上，相关部门需要结合电力系统电能质量的要求，科学进行无功装置的选择，保障多种无功设施能够实现良好的协调与配合，避免各种设备之间存在功能的差异性，将多个环节点电压控制在合理的范围内，保障在整个新能源并网电力系统的运行过程中，这些无功装置、设备设施能够发挥其应有的作用，实现良好的无功电压控制，提升电力系统运行的稳定性与安全性[5]。在新能源并网电力系统无功电压的控制上，需要从以下方面来进行：①无功电压的管理与控制与功率计算之间存在着紧密联系，相关人员需要结合二者之间的关系，采用相关的无功设施内部响应机制，发挥静态与大容量调换设施的作用，将间歇性新能源场中的无功电压加以科学管理，必要情况下，可以应用小幅波动的动态装置，提升新能源并网电力系统运行的稳定性与可靠性。②将新能源场站群管理与无功电压管理相结合，提高新能源并网电力系统的电能质量。

2.3 电网调度控制

新能源并网作为当前电力系统完善的一个重要措施，逐步成为电力系统优化的重要途径。但是，由于新能源并网会对原有电力系统的电能质量产生一定的影响，因此，要最大程度上减小这种影响，相关部门必须要结合新能源并网电力系统运行的具体情况，加强对电网调度的控制，尤其是要加强在并网流程方面的管理与控制，使得在电力系统的运行过程中，能够充分应用系统性的电网调度，提高新能源发电的效益。在电网调度的管理与控制方面，相关部门与人员需要保障所有的设备设施处于正常的运行状态下，使得各种设备可以在电力系统内，发挥其应有的作用。当前，在新能源并网电力系统的电网调度控制方面，有关电力企业逐步应用了联络线频率偏差掌控技术，该种技术的应用，大大提升了新能源并网电力网络的稳定运行。

2.4 加强电能质量控制，完善相关的技术标准

新能源并网电力系统的运行中，存在着诸多的干扰因素，这些干扰因素的存在，严重降低了电能质量。因此，相关人员在日常的工作中，需要加强对相关干扰因素的分析，在新能源并网系统内，严格对这些干扰因素的控制，保障电网系统能够得到最为有效的控制与管理。具体来说，在电能质量的控制、技术标准的完善上，主要从以下方面来进行：①电压闪变与波动的控制上，需要结合电能质量的要求，在电力系统中，安装相应的电力滤波设备与装置，这些设备的应用，在并网系统内，能够在一定程度上引发电压的浮动，随后借助于相应的动态电压恢复装置，使得电网系统能够维持其正常的运行状态。②谐波的控制上，可以应用静止无功补偿设备的应用来实现。

3  结束语

当前，在可持续发展的背景下，太阳能、风能等新能源逐步被应用于电力系统中，新能源并网逐步成为当前电力行业发展的主要趋势，虽然并网实现了电力网络的多元化，但也对电能质量产生了一定的影响。因此，必须采取必要的控制措施，提高电力系统电能的总体质量。

参考文献：

[1]何德良，贾宏伟.浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J].电子产品世界，2018，25（12）：81，88-89.

[2]张超.新能源发电并网对电网电能质量的分析研究[J].中国设备工程，2019（19）：230-231.

[3]薛易，李坚，张旺，等.光伏并网储能系统电能的控制策略[J].黑龙江科技大学学报，2019（3）：322-328.

[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（11）：115-116.

[5]张鸿魁.新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].華东科技（综合），2018（5）：213.