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摘要:新能源在电力系统中的应用是时代发展的必然趋势,新时期电力新能源的融入对电力质量造成一定影响,文章通过对新能源下电力系统影响进行分析,探讨具体的发展策略。
关键词:新能源;发电技术;电力系统;能源并网
引言
电力系统中,电能的产生与消耗几乎同时完成,理想状态下,发电与耗电必须达到实时动态平衡。然而,在电力系统实际运行过程中,电能的生产、传输及消耗环节均存在诸多不确定性因素,且电能无法大量存储,因此需要引入电力系统备用,以满足电力系统供、需两端的动态平衡,提高系统可靠性。
1新能源发电技术相关概述
新能源发电技术具有环保、可再生特点,现在最主要的环保发电方式就是应用海洋能、地热能、潮汐能及太阳能等可再生能源进行发电。新能源发电对于环境保护和解决传统能源稀缺问题都具有十分积极的意义,但是与传统的能源发电相比,新能源本身具有一定的间歇性特点。例如,风能和太阳能,如果将风能和太阳能作为发电的主要能源,那么发电设备对于风能和太阳能的需求量就十分大;对于特殊季节或者是天气,如果出现光照或者是风力不足,就会导致发电设备无法满负荷的运行,进而无法制造出大量的电能来输送到公共电网中。新中国成立后,经济建设作为我国的重要任务之一,对煤、石油等化石资源的需求显著增加。由于使用了不成熟的发电技术和环境治理技术,能量转化效率较低,且煤炭的过度使用排放了大量的有毒物质。经济发展和环境保护之间的不协调问题日益突出,经济发展步伐明显迟缓,为此我国提出了可持续发展战略,不断促进能源改革,改良发电技术提高能源转化率,并大力开发新能源,使环境和经济共同发展。目前,我国已形成多种能源结合的多元化能源体系。
2新能源大规模融入电力系统的影响
2.1对电网频率的影响
在新能源发电并网的过程中,如果发电站的发电量在电力系统发电量中的比例增加,那么新能源发电机组会因为其本身的不稳定而出现随机性,进而导致电网内频率出现异常波动现象。这样的情况会导致电力系统和用户本身都受到严重影响。如果把风力发电厂与火力发电厂的功率波动,看作是风力发电厂与火力发电厂机组转速变化产生的波动,再针对系统频率建立一个评估模型,数据显示在火电机组自动发电系统中,0.02~10Hz的功率波动对于电网产生的影响最大。
2.2电力系统稳定性影响
一般规模较大的电网有较大的备用空间和较高的调节能力,风电在并网时不需要考虑电能频率的稳定问题,但一些规模较小的电网并非如此。大规模风电场中,多台风力发电机组共同运行,同时进行直接并网工作,会使电力系统电网电压骤降。如果风速远超出切出值,风力发电机会由固定出力状态退出并网状态,随后大规模风力发电机组突然停运,造成极端电容补偿的大量损耗,使电力系统稳定性下降。
2.3导致电网出现谐波
分布式电源接入到配电网时,需要大量的并网逆变器。这些逆变器采用脉宽调制控制方式,在并网时会产生大量的电流谐波。太阳能光伏发电设备和风力发电设备在运行过程中,受到光照强度、太阳照射角度、物体阴影以及风速等方面的影响,输出功率会发生一定的变化,从而导致大量的谐波。造成并网风力发电机组电网谐波出现的主要因素包括两个方面:一方面是风力发电机组并联补充的电容器和线路阻抗发生谐振产生谐波;另外一方面是风力发电机组内部安装了大量的电子设备,这些电子设备在运行过程中可能产生一定谐波。
2.4对电压的影响
光伏发电利用太阳辐射的光能和热能发电,易受到光照和温度等因素的影响。在不同的时间不同的地点,由于光照和温度不同,导致发电功率发生较大变化,引起电压的改变。风力发电是利用风力机组将风流动的动能转化为电能,受风力条件影响较大。为了减少这种影响,一般将风力发电厂建立在风速较大相对稳定的地点。电压产生波动和闪变的主要原因是输出功率的影响。
在电力系统中,新能源机组会在开启、停止的运行过程中产生波动,电网同样也容易产生闪变和波动。闪变和波动程度与电网的短路容量比有关,因此需选用合适的线路阻抗比,并且使用电能质量抑制器减少对电力系统的冲击。
3应促进新能源大规模融入电力系统的有效措施
3.1针对波动性和间歇性的解决措施
波动性和间歇性是由自然因素而产生的影响,虽然不能对自然条件进行控制,但是可以对设备进行控制。首先,对于发电并网的新能源设备,可以加入拥有规定的并网技术性能。其次,提升电网对于峰值的调节能力,加大电网对于波动和间歇问题的接纳能力。当然,在新能源发电系统中,装置必须要要具备有功功率调整与无功功率调整的功能。最后,在风力发电和光伏发电的发电站中很容易出现没有功率还在继续运转的损耗,所以新能源发电设备必须要具备无功补偿功能。
3.2强化并网管理
多样化的新能源发电方式并网后管理难度较大。为了更好地管理电力系统体系,相关的技术人员要建立信息管理平台,对电网电力的数据要做好收集、整理、分析。管理部门要成立专业的管理小组,通过技术手段大规模监控电网,及时发现其中存在的问题并作出改进,记录电力系统的运行情况,保证电网平稳安全运行。完善的管理体系可以在一定程度上提高用电质量,确保新能源发电及有关产业平稳发展。
3.3储能系统控制策略
对于储能系统而言,在对其配置进行完成后,就要科学有效的分析其补偿效果,这样能够利于储能系统得到科学有效的控制,还能进一步成为整个系统不可缺少的重要核心内容,为了能够对市场发展过程中的需求给与满足,对储能系统大功率进行全面控制的基础上,还要对应用其放电强等相关特点,不断提高并网变流器的设计工作,合理控制其功率,这样才能对输出输入的实际需求给与满足,加强储能系统复合能力。与此同时,在对电网稳定性进行控制的基础上,还要控制器储能装置,加强储能系统中所有的内部自控能力,在一定程度上能够生成有功或者无功等电流指令,提高储能系统公路补偿,加强其稳定性,结合多方面的管理,就能全面提升电网自身的自控能力,结合输入以及输出的全面应用,就能积极处理好联合调控问题。
3.4解决谐波带来的影响的措施
谐波出现是因为电子设备而导致,无论是风力发电机本身存在问题还是并联补偿电容器与线路出现了问题,都是能够避免的。因此,在风力发电厂中,必须要避免单独升高或者是降低风速的情况,对于风电机要避免进行集中连接,以免局部的谐波电压增加。可以采用不同的风机混合装置,然后对电力系统装配合理的谐波过滤装置,避免电网中的谐波影响,同时在产生谐波时适当地应用动态及静止无功补偿装置。
3.5增强应用可靠性
新能源发电技术的应用,并网运行可靠性问题比较突出。随着新能源技术的不断优化和完善,电力系统运行的稳定性得到了有效增强,不过借鉴传统电力系统建设和运行的经验,系统运行环境比较复杂,若想提供稳定的电力服务,合理规划以及控制电路结构,有着重要的意义。建设新能源发电系统时,要做好全面的调查和分析,保证规划的科学性以及合理性,最大程度上保证技术的应用效益。
结语
随着化石能源的快速消耗和人们环保意识的提高,新能源开发受到了全世界的重视。中国的新能源产业发展水平走在世界前列,但仍存在阻碍新能源产业持续发展的问题,需要加强技术人员培养,改进新能源发电技术,提高电力系统运行水平。
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