新能源配电网电能质量典型问题分析及应对策略

新能源配电网电能质量典型问题分析及应对策略

毛永强

内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司  内蒙古自治区呼和浩特市010010

摘要：随着我国社会经济和科学技术的不断发展，我国在风能、太阳能以及生物质能源等各项清洁可再生资源得到极大地发展,新能源并入原有配电网中,有效改善了原本配电网使用的单向供电方式。因为新能源存在间歇性与不可确定性,所以把新能源接入原本配电网会对传统电网的供电质量造成影响。

关键词：新能源；配电网；电能质量；策略

引言

传统配电网电能质量问题多为集中式的非线性负荷和冲击性负荷引起，相比之下，新能源配电网所面临的电能质量问题，无论是产生机理，传播规律，还是应对方法等都发生了深刻的变化。随着大规模分布式新能源发电装置和电力电子化非线性、冲击性负荷接入，一方面传统配电网由无源网络转换为有源网络，系统的潮流路径和潮流分布更加复杂，造成配电系统电压波动、电压闪变等电能质量问题突出。

1新能源配电网电能质量典型问题

1.1电压波动与电压闪变

电压波动与电压闪变是短时间尺度电压质量问题，指节点电压在短时间内快速变化，并偏离额定值的现象。电压波动会给照明灯光带来亮度的闪烁，称之为闪变。电压波动与闪变带来的负面影响包括：照明灯光闪烁，电视机画面跳变，电机转速不稳定等等。IEC标准对于电网电压正常波动范围规定如下：相对稳态电压变动值不得超过3%，相对动态电压变化值超过3%的持续时间不得长于200ms。在新能源配电网中，无论是可再生能源出力变化还是冲击性负荷的启停，都会引起附近节点的电压波动与闪变。

1.2电压波动与电压闪变

电压波动与电压闪变是短时间尺度电压质量问题，指节点电压在短时间内快速变化，并偏离额定值的现象。电压波动会给照明灯光带来亮度的闪烁，称之为闪变。电压波动与闪变带来的负面影响包括：照明灯光闪烁，电视机画面跳变，电机转速不稳定等等。IEC标准对于电网电压正常波动范围规定如下：相对稳态电压变动值不得超过3%，相对动态电压变化值超过3%的持续时间不得长于200ms。在新能源配电网中，无论是可再生能源出力变化还是冲击性负荷的启停，都会引起附近节点的电压波动与闪变。

1.3三相电流不平衡

用电侧的三相电流不平衡主要是由三相负荷不平衡引起的。在新能源配电网中，大量单相分布式电源和单相负载的无序接入，二者的随机性、波动性相互叠加，共同组成了系统的三相不平衡负荷。用电侧产生的三相不平衡电流给供电侧带来巨大危害，其不仅会增加配电线路和配电变压器的运行损耗，影响配电系统的经济运行，还会引发供电侧的三相电压不平衡，尤其是在电网等效阻抗大的弱电网中，三相不平衡电流会在电网等效阻抗上产生不对称压降，从而在PCC节点上产生三相不对称电压。

1.4多并网逆变器谐波谐振交互影响

多逆变器并联运行，除了与配电网发生谐振，逆变器之间也会产生谐振，产生循环于逆变器之间的交互式谐振电流。多并联LCL滤波逆变器相互作用引起的谐振特性和稳定性问题，将一个全局系统划分为若干子系统后进行分析，推导出系统的谐振频率和稳定边界，并对相互作用进行表征。有的专家学者从异步载波的角度分析该问题，他们认为，并联逆变器之间无法做到同步载波调制，在异步载波条件下，并联逆变器之间的边带谐振将被触发，然后交互电流变得不稳定。合肥工业大学张兴团队对逆变器在异步载波条件下的并联逆变器的谐振机理进行了研究，并就并网逆变器谐振特性以及LCL滤波器参数对于谐振的影响得到了一些结论。

2提高新能源配电网电能质量有关策略

2.1无功电压控制

无功电压控制工作的开展在新能源并网下,可以更好地对电能质量进行控制。我国现代电力系统在无功电压管理与控制方面,现在新能源并网逐渐朝着分区域和分层次以及就地平衡方向发展。对于无功电压有关装置管理工作上,有关单位应根据电力系统对于电能质量实际要求,合理选择无功装置,确保各种无功设备设施可以实现有效协调和配合,防止不同设备设施间功能出现差异性,把多个交换节点的电压始终控制在合理范畴内,保证新能源并网运行中,所有无功装置以及设备设施都能充分发挥自身作用,对无功电压进行充分控制,提高电力系统在运行时的安全性、可靠性和稳定性。新能源并网后,电力系统对于无功电压控制方面,可以从如下几点入手。首先无功电压管理和控制和功率计算间有着十分密切的关系,有关工作者应根据两者间存在的关系,选择相应无功设施的内部响应机制,最大限度发挥静态和大容量调换设置作用,科学管理间歇性新能源场包含的无功电压,需要的话,可以利用小幅波动动态装置,提高新能源并网之后,现代电力系统运行安全性以及可靠性和稳定性。把无功电压管理和新能源场站群管理两者进行融合,提升新能源并网后现代电力系统运行中电能质量。

2.2电网调度控制

对于现代电力系统发展而言,新能源并网是一项非常关键的措施,也是优化电力系统的重要方式。但原本电力系统会因为新能源并网导致电能质量造成一定影响,所以为降低该种影响,有关单位需要根据新能源并网时,现代电力系统实际运行状况,强化对电网调度方面的控制,特别要加强对并网流程控制和管理,让电力系统在实际运行中,确保电网调度具有系统性,提升现代新能源发电作用与效益。在当前电网调动控制和管理工作中,有关单位和工作人员没有应在保证所有电力设备设施保持良好运行情况下,让各类型设备设施都能在电力系统中充分发挥自身价值与作用。现代新能源并网中,电力系统对于电网调度管理和控制方面,相关电力企业逐渐大面积应用联络线频率偏差掌握技术,这种技术的使用,有效提高了新能源并网之后整体电力系统运行的稳定性与安全性。

2.3　强化电能质量控制,完善有关技术标准

现代新能源并网,会对电力系统运行造成很大影响,其中存在很多干扰因素,导致电力系统电能质量大大降低。所以有关工作者在平时工作中,应加强对有关干扰因素的研究与分析,并在新能源并网时,对相关干扰因素进行严格控制,保证电力系统可以得到充分的管理和控制。简而言之,完善新能源并网电力系统电能质量控制以及技术标准,可以从如下几点着手进行。首先控制电压闪变和波动,应根据电能质量有关要求,在相应电力系统中配设电力滤波设备设施和装置,通过有感设备应用,促使并网系统可以引发一定程度的电压浮动,利用电力系统中动态电压恢复装置,让电网系统可以保持良好运行状态。其次在控制谐波方面,能够通过使用静止无功补偿设备实现对谐波的控制。

结语

我国现代社会发展中在新能源技术方面还处在发展阶段,各项技术实际应用还有很多问题需要解决,对于各领域发展形成了一定制约,因此各相关单位应对新能源并网加强重视,对于电力系统各项技术应用加强管理,了解我拿过来技术与自动化技术具备优势,有效实现现代新能源发电并网运行的自动化与智能化,推动新能源发电设备设施建设,降低传统火力发电使用,减少其对环境造成的破坏,保护自然生态环境,为现代社会大众生产生活提供更加安全和清洁的能源。

参考文献

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