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新能源发电并网对电网电能质量的影响

2022-02-04兰州理工大学甘肃兰州市730050杨旭生

石河子科技 2022年6期
关键词:风能电能发电

(兰州理工大学,甘肃兰州市,730050) 杨旭生

工业的发展以及人类社会生产生活离不开能源的应用,电能也成为了人们生活中不可缺少的能源,同时,随着不断的发展,应用量逐渐增加。传统的能源在不断开发和使用的过程当中,整体数量在不断的减少,可能会出现枯竭的严重后果。因此,针对新能源的开发以及应用,就成为了能源利用的发展趋势以及研究方向。通过新能源进行发电,确保能源的利用率,并且优化电网的布局,提升整体电网电能质量,进一步为社会发展提供良好的能源基础。

1 新能源发电并网综述

1.1 新能源发电

新能源通常是指通过新的技术进行开发,获取能源的同时能够确保能源的可再生性,主要是通过太阳能、风能等不同的能源形式。传统发电方式与新能源发电方式对比来说,通过现有的技术产生新型能源,进一步实现发电。

1.2 新能源发电的种类

由于新能源发电的方式与种类较多,因此具体对三种常见新能源发电形式进行说明,包括太阳能、海洋能以及风能。

太阳能是指利用太阳的热辐射,将辐射能进行转化,通过光热和光电的转化方式,进而获得电能。对于太阳能的利用一直在大力的开发,并且形成了光伏发电产业,深入的对太阳能资源进行获取。

海洋能主要是指依靠海水产生的再生能源,通过物理的方式进行接收、储存以及应用,通过潮汐、波浪、盐差等方式获取能源量并转化为电能。

风能主要是将空气流动所产生的动能进行转化。并且在一定技术的支持下,风能的利用和开发形成了综合的工程技术,可以有助于动能转化为电能。

1.3 新能源发电并网的特点

针对太阳能、海洋能以及风能的电能转化以及方式进行分析,将三种新能源发电并网的特点进行说明,具体如表1所示。

表1 新能源发电并网的特点

2 新能源发电并网对电网电能质量的具体影响

2.1 影响电网谐波

在新能源发电过程当中,通过电力电子装置进行应用具有不同的优势,由于整体构造的特殊性,可能会出现直流谐波问题,影响电网的电能质量。例如,在光伏发电当中,在并网时,由于光照强弱会影响发电效率,甚至出现电流谐波而引发各种电能问题。新能源的发电技术与自然环境有着紧密的联系,因此,功率的变化都可能出现谐波污染的影响。

2.2 影响电网频率

采用新能源发电过程中,其容量占比相对较小,在逐渐增大电网总量占比的过程当中,传统的电网系统在融合时会受到影响,并且出现频率波动的现象。通常来说,传统电力系统在正常运行当中出现频率异常变化的概率非常小。但是在新能源发电站发电的过程当中可能存在随机性,因此,在这个过程当中会对原有的电网系统造成一定的影响,出现频率波动的问题,进一步导致了用户在用电以及电力系统运行时出现波动和变化,影响实际的使用。有相关研究表明,在风力发电当中,当频率处在0.01~1.0Hz 之间,对整个电网系统会造成一定的影响。

2.3 影响馈线电压稳定

新能源发电的方式,有多个设备需要进行接入,通常有变压器和分布式的电源。在实际发电的过程当中,通过无功率调节装置对电压进行稳定,同时通过多个装置进行配合,促进电压能够与主电网接入时,形成稳定的状态。但是新能源电能在接入的过程当中,可能由于比例较高的问题,出现负荷大的现象,导致波动现象会影响整个电网的电压稳定。

2.4 波动性和间歇性影响电能质量

大多数新能源发电的方式,都会存在波动性的影响或间歇性的电能质量影响问题。针对风力发电进行分析,由于风能本身就存在季节性的特点,并且风能也并不稳定,产生的电能也会出现间歇性的波动状态,在新能源电能与主屋电网并网的过程当中,可能会出现波动影响对电网的整体质量造成一定的损害。并且新型能源电能在应用和开发过程当中,由于电能的冲击问题会在并网时出现频率紊乱的现象。

3 新能源发电并网对电网电能质量控制措施

3.1 控制电网调度

在电力优化以及新能源应用过程当中,对于发电技术以及并网技术,需要进一步加强相关的控制和管理,在充分利用新能源的过程当中,分析各个能源以及机组之间的运行状态,并确保能够得到有效的控制。通过良好的配合,达到稳定的运行,并且保障电网功率的平衡。在这各个系统联网的过程当中,需要针对联络线频率偏差的进行相关控制技术的应用,并且对新能源所使用的发电机组,在并网时通过相应的指令,对有功功率以及无功功率机型监督和控制,并且逐步的提升稳定性,确保安全性。针对控制系统当中的电网安全防御体系进行完善,尽量减少电力损失,同时也要避免出现电力事故。

3.2 确保无功电压

新能源开发时,需要进一步加强无功电压的有效控制,通过光伏逆变器等设备在组合过程当中,对设备进行功能性的试验,并且确保功能在不同作用时,对各节点的电压控制在合理范围内。稳定电压控制技术,借助无功电压的控制方式,通过大容量、静态调节等设备,在系统支撑下进行调整。同时在新能源发电站当中,借用无功电压控制方式,确保电压能够稳定,发挥升压变压器的约束作用,进一步提升区域内整体电压的稳定性。

3.3 协调储能与新能源关系

随着新的技术不断的应用和发展,科技已经达到了新的水平,因此在新型的能源研究的过程当中,通过储能与新能源的深入研究进行协调。将能量储存以及能量生产的规模逐渐扩大,在联合的过程当中,提出新的方式或控制模式,以协同控制补充以及分散控制的方法,尽量减少发电储能出现的危险。

4 结语

综上所述,新能源发电已经研发多年,并且也产生了相应的成效,利用风能、太阳能以及海洋能进行电能的获取,能够减少污染,为自然生态的可持续发展提供相应的支持。但是通过新能源发电过程当中,出现的电压不稳定的状态会影响电网当中整体的电能质量,因此需要通过相关的研究并深入探索,确保能够提供稳定的电力供应,保障人们的生产、生活用电,促进能源工业能够稳步运行,为社会发展提供相应的支持。

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