新能源并网对电力系统电能质量的影响

       在能源形势严峻的背景下，光伏发电作为新能源发电形式，能够合理地优化可再生资源，拥有着良好的发展前景。基于电网角度而言，光伏并网发电特性与其他发电方式存在明显的差异，光伏发电系统并网具有一定的难度。本文主要对光伏发电对电网运行造成的影响进行论述，并针对其影响分析了相关应对策略。
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       新能源是可再生能源，新能源的开发利用缓解了能源紧张的情况，常见的新能源有太阳能、风能、地热能，具有可再生、污染小等优点，但新能源发电受外界影响因素较多，存在间歇性和不稳定等缺陷，并网时会对电力系统造成一定的冲击，影响电网的正常运行。本文论述了风力发电和光伏发电对电网电能质量的影响，对新能源发电具有一定的指导意义。
1新能源并网对电力系统电能质量的影响
1.1新能源并网对电压偏差的影响
1.1.1新能源并网对电压闪变和波动的影响
       首先从分析新能源发电的特点入手，光伏发电是利用太阳能，其发电效率受到温度、光照等因素影响较大，白天因晴天和阴天的温度、光照有较大差异发电量不同，晚间因温度低、无阳光不发电，从而造成光伏发电输出功率变化较大，引起电压变化较大。风力发电受风速的影响较大，所以一般都在风能资源丰富的地区建立风力发电厂。风速变化造成风力发电功率变化较大，从而造成电压的闪变、波动。新能源發电机组的停止和开启、出力等过程中，输出功率会发生较大的波动，电压也随之发生较大的变化，对电网造成很大的冲击，导致电压闪变与波动。并网的短路容量值越高，电压闪变波动越少。通过对电压变化原因的研究，制定相应的措施可以有效减少新能源并网对电力系统造成的不良影响,保证电力系统正常运行。
1.1.2新能源并网对馈线稳态电压的影响
       因新能源发电受外界因素影响，输出电压变化较大，输出功率变化也较大，并网后当新能源容量占比较大时，便提高了电网运行电压调节的难度。而现有电力系统一般都是通过投切电容器和LTC调压分接头来调节电压，这样的配置不能满足并网后电网安全运行对电压值的变化要求。新能源并网后，不科学合理的电网调压方式会导致输出电压值的下降，导致用电电能质量的降低。所以要保证并网后电力系统正常稳定运行，必须针对新能源并网对电网的影响，考虑优化电力系统的调压方式。
1.2新能源并网对电网频率的影响
       电力系统频率稳定，这是对电网安全稳定运行的基本要求，是满足各企业、公共事业及广大人民群众的用电安全可靠的保障。通过对光伏发电站的频率进行研究发现，光伏发电的容量占比较小时电网频率正常:发电容量占比过大时，电力系统的频率会出现较大波动，影响电网的正常运行，给人们生产生活用电带来不利影响。在风力发电方面，经研究发现在.01~1.0Hz的功率波动，对电力系统造成的影响最大，不利于电力系统的正常运行。要想减少新能源并网对电网频率的影响，既要保证电网正常运行，同时满足大量新能源发电并网需求，必须充
分考虑新能源发电不稳定性的特点，减少新能源发电并网对电网频率的不良影响。
1.3新能源并网对电网谐波的影响
       光伏发电并网后，因为其输出功率的不稳定性，会对电能质量带来不利影响下面逐一进行分析。一是潮流方向变化。光伏发电在各地的发展情况不尽相同，与当地的天气有很大关系，所以光伏发电并网位置和容量也不一样，一旦光伏并网容量过大，也就是光伏发电规模较大，输出功率较大，在并网处获得的输入功率大，造成电压增加，超过一定的电压值，就会导致潮流倒向，对整个电网造成很大的冲击，妨碍电网系统的正常运行。二是电压波动。并网后作为电力系统的电源之一光伏发电功率的波动，直接影响了电网电压，导致电压波动。三是谐波畸变。光伏发电系统会大量使用电力电子换流器，作用是将光伏发电的直流电转变为交流电，这样方便电力的传输和利用，但是并网后会产生大量的谐波电流。这些谐波电流波形具有不稳定性，而电抗器、电容器的谐振特性，加强了谐波变。通过以上几点光伏发电对电网电能质量造成了较大的影响。风力发电并网造成谐波原因,一是由于风力发电系统中的补偿电容器与电抗在运行过程中相互作用产生，对电网系统的影响较大，是造成谐波的主要原因之一。二是电网不对称故障产生的电压谐波。三是风力发电机组自身运行产生的谐波。
1.4新能源并网对电力系统的影响
       通过对我国电力系统的研究可以看出，新能源发电已经在我国各地得到了大力的推广，成为主要的新能源发电方式。因为我国电力系统普遍是单电源放射型布设，光伏发电等新能源发电并网，改变了原来的单电源模式，所以必须优化电网的拓扑结构，否则会引起继电保护的错误动作。一是在过流保护方面，当电力系统出现异常情况时，因为新能源并网后电流不稳，增加了继电保护线路在对异常情况的电流进行判断时的难度，从而影响了馈线保护电路的灵敏度，导致判断错误，造成拒动或误动等情况的发生。二是距离保护，并网后电网的拓扑结构发生了变化，导致距离保护缩短。
2新能源发电对电网运行影响的应对措施
2.1将电网工程建设提升为国家工程
       在电网的实际运行当中，需要加强电网工程提升为国家工程，并且加大对对投入。同时，电网公司要设定合理的建设目标，不但需要考虑到其实际投入，还需要从技术方面进行出发。新能源的发展需要得到国家职能电网的支持，由于新能源具有一定的随机性，因此新能源不能够进行商业化的储存，致使其更需要采用分散式。配备侧职能化改造，不但具备投资小见效快的特点，而且还能够有效解决光伏并网存在的难题。此外，还需要加强对智能电网的改造升级，第一，在电源侧，配备可支持不同电源的设备，以此来保障各类电网的并入;第二，在电网侧，加强完善电网系统，结合电网的实际需要，建立完善的智能化、数字化、可视化的集成系统;第三，在用户侧，安装智能电表，实现与用户之间的双向通信。与此同时，需要结合实际情况进行分析，合理计费。
2.2 汲取国外先进的经验
       在新能源发展的过程当中，电力企业需要积极汲取国外丰富的经验，结合光伏发电系统的实际运营情况，制定科学合理的入网标准，提升国内太阳能产品的检测能力，同时及时消除可能会为电网运行的隐患。制定规范的光伏并网电站技术标准，使其达到相关技术标准，及时排除危害市场企业，避免其对市场运行造成不稳定影响。进而提升光伏发电的质量与水平，使电网运行得到安全保障。
2.3 加强资源勘测评估
       电力企业需要加强对资源勘测评估，由于太阳能系统受到外界因素相对较为明显，尤其天气因素的影响极为明显。因此，电力企业需要结合当地的实际情况，加强对气象及地理条件管理，然后对光伏并网发电系统进行优化配置。只有做到合理优化资源，才能够实现其系统运行的可靠性，发挥光伏发电的优势。