新能源接入对电网电能质量的影响分析

新能源接入对电网电能质量的影响分析

余黎明刘永成

（国网冀北电力检修分公司北京102488）

摘要：目前新能源发电主要以风能和光伏为主，由于风电场风速或光伏电站光照强度处在动态波动变化中，新能源并网发电的输出功率则存在较大随机波动，这种较大功率波动将对电网产生一定的冲击，主要对电网的电压和频率造成一定的影响。另外新能源发电系统电力电子设备使用较多，由于电力电子是非线性负荷，会产生谐波电压和谐波电流，影响电网电能质量。

关键词：新能源接入；电网电能；质量

引言

能源体系是维持人们日常生活的重要因素，通过对能源的使用，不仅能够提升居民的生活质量，也能够为生活带来众多的便利。而随着对能源的发掘和使用，虽然能够对生活提供巨大的帮助，但是在不间断的使用中，对应的能源体系已经逐渐出现了枯竭的现象。所以，为了能够对居民生活提供保障，就需要对新能源进行分析，通过对其转供能力进行研究，从而使其能够代替不可再生能源，并对居民的日常生活做出提升。

1新能源概述

新能源是随着时代发展而利用科技技术等手段研发出的新型能源，与传统的石油能源、煤矿能源等不可再生能源不同的是，研究出的新型能源具有着可再生的特性，不仅能够对生活带来更多的帮助，也不需要考虑能源出现枯竭的问题。而在新能源体系中，最主要的便是是通过对风能、太阳能、地热能以及潮汐能的研究而诞生的能源，而且随着对能源研究的不断开展，也研究出了众多较为新颖的能源，如：氢能、沼能以及甲醇能源等。通过新能源的帮助，确实能够在极大程度上对生活提供帮助，也能够有效的取代传统的能源，但是在具体的使用中却需要注意较多的问题，如：管理、储存、使用等，都需要合理的使用才能最大限度的发挥能源的作用。此外，由于新能源具备着可再生的特性，不仅能够准确的替代传统能源来保障居民的日常生活，也能够最大限度的实现国家推出的绿色能源、节能减排的环保策略。

2分布式电源的接入对电网稳态运行的影响

2.1对配电网电压的影响

依据控制方式的不同，DG包括PQ、PV、PI、PQ（V）4个节点。其中，长期在额定工况附近运行、稳定性强的是PQ节点；维持节点电压幅值的DG可视为PV节点；直接并网的异步风力发电机组为PQ（V）；节点储能系统可视为PI节点；。2.1.1中压分散接入当DG的接入在线路末端，出力与线路负荷相等时，其抬升的电压效果将十分明显。根据△U=（PR+QX）/U可知，DG接入配电线路时，对节点电压的提升<1%，可以说电压不是限制DG接入的因素。

2.2专线接入

专线接入模式只影响变压器电压，不影响馈线电压。在该模式下，DG容量通常小于变压器负荷的四分之一。即使变压器负荷处于低谷，DG对电压降落的影响也不足1%。在考虑变压器分接头的情况下，DG接入对配网电压的影响甚至可以忽视。

2.3对电网可靠性的影响

当发生线路故障时，DG能为用户提供供电，这对重要的负荷而言十分关键，可极大的缩短年均断电时间。同时，在DG并网的条件下，在评估配电网的可靠性时也需要考虑新的情况和影响因素。DG孤岛是影响电网可靠性的重要因素，即连接主电网的DG的任意开关跳闸，DG持续为部分负荷供电。此外，DG受外界气候环境因素影响较大，尤其是太阳能发电与风力发电，输出十分不稳定，进而也会影响供电的稳定性。

3新能源接入对电能质量影响的治理

3.1风电场对无功补偿装置的要求

现阶段风电场采用的无功补偿装置主要可以分为动态补偿装置和静态补偿装置两种，这两种各具优点，适用于不同的情况。前者具有稳定的容量，适用于系统正常运行时的无功功率的补偿，比如变压器的运行损耗，就可以通过在异步机的端口处并联电容器来解决。后者的容量变化较大，一般用来补偿风速扰动或者发生故障时所吸收的无功功率。在运行过程中，异步机自身是不能够进行无功调节的，并且在在发出有功功率时还要吸收无功功率来进行励磁。如果这个过程中发生了故障，那么需要吸收的无功功率就会更多。若发生故障或者扰动，则从系统吸收的无功功率更多。所以这就要求风电场自身具有一定的无功调节能力，也就是说，需要在风电场的并网点加装动态无功补偿装置，从而对风电场变化的无功功率进行补偿，这一装置必须足够敏感，能够监测到风电场无功需求的变化；必须能够实现快速的调节和平滑的过渡。从而在电场内部实现无功功率的平衡，保证电网电能的质量。

3.2无功补偿装置性能

无功补偿装置主要可分为静态和动态两种类型。下面我们分别对这两种类型的补偿装置做详细的介绍。静态无功补偿具有固定的阻抗，所以它也就只能用于补偿固定的无功需求，对于系统故障变化的无功需求，是难以实现无功补偿的。现在常用的并联电容器、饱和电抗器都属于这类装置，它们一般不单独使用，而是配合动态补偿装置进行使用。动态无功补偿装置包括的范围更广，我们常见的同步调相机、晶闸管投切电容器、静止无功补偿器、静止同步补偿器等都属于此类。它的阻抗是可以变化的，所以它也就能够根据具体的无功需求来进行调节，及时按照无功功率的容量需要来进行补偿和电压支撑。这两种类型的装置各具特点，在电场的无功补偿具体应用中，应该根据自身的实际情况出发，合理选择搭配，从而实现改善电压偏差和波动的问题，从而提高电网电能的质量。

除了上述技术手段上的改善外，我们也要做好其它基础工作，比如电网中的一些接触不良现象会导致三项电压不平衡的问题，这就需要我们在检修时做好维护，相关工作人员应该严格按照规范进行工作，先从细节处规范自己，避免人为因素的影响。风力发电清洁环保，是符合现在我国发展的理念的一种能源供给方式，虽然在风电并网的过程中还存在一些问题，但是决不能阻挡风电并网的继续运行，无论从哪个方面来讲，它于我国发展都是十分有利的。随着科学技术的发展和我国国力的日益强大，相信会有更多方式能够为调节风电并网带来的质量问题提供解决的策略，最终实现电网的安稳运行，为我国的建设发展源源不断的供给能源。

结束语

新电能并网会产生电压偏差、电压波动等等一系列问题，但是通过一些补偿装置等技术手段的应用，能够很好的控制这些问题，从而减轻其对电能质量产生的一系列影响。我们的工作人员应该积极探索，多结合新的科学技术，进一步减小其对电网电能的影响，保证我国电网的稳定运行。

参考文献

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