新能源发电并网对电网电能质量的影响分析龚国华

发表时间:2020/7/21   来源:《当代电力文化》2020年第6期   作者:龚国华
[导读] 目前,我国新能源发电并网对电网的电能质量还存在一定影响
        摘要:目前,我国新能源发电并网对电网的电能质量还存在一定影响,极大地威胁了电力系统的正常运行。为了保证新能源发电并网推动我国电力系统的稳定发展,相关的技术部门与工作人员必须要不断研究和完善相关的技术标准,进而确保广大群众能够拥有安全稳定的电力资源。
关键词:新能源;发电并网;电网;电能质量
一、电能质量
        关于电能质量的概述,不同的国家根据自身的需求对电能质量的要求也有一定的差异。对于供电企业,电能质量指企业所提供的电能各项指标达到国家电网运行规范和技术标准的要求,为电力用户提供安全、可靠的电能;对于电力用户,电能质量指用户在用电过程中,可以确保电力不会受到扰动。一般用电压、频率和波形等指标进行衡量。对于电气设备生产商,他们生产的电力设备质量直接关系到电能质量的好坏。
电压质量主要是根据电网预设电压与实际输出电压之间的偏差判断供电企业消耗的电能质量,主要包括电压偏差、三相不平衡、频率偏差、过电压、欠压、电压谐波及电压波动等内容。电流质量包括电流谐波、陷波等。供电质量        包括技术和非技术两个方面,非技术方面是供电公司对电力价格、电力服务等用户投诉问题的反应速度;技术方面是电压的质量和可靠性。
二、新能源发电并网对电网电能质量产生的影响
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、间歇性和波动性发电的影响
        在新能源发电并网的过程中,以风力发电作为新能源并网发电的案例进行分析。由于风力本身的不稳定和间歇性特点,发电站产生的电能也随之出现间歇性和不稳定的特点。对于这类电能,其控制难度比较大,且在控制这些电能的过程中产生的电流冲击会导致电量的频率出现偏差或者是电网闪变的现象。为了有效避免在电网中出现瞬间障碍,需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在较低的范围。只有不断提升电网对于电量的接纳能力,同时将电网的电量调峰提升到合理的数值范围,才能保证电网的稳定运行。在新能源发电并网的过程中,动态无功功率和功率调整对于并网的影响都十分重要,无功消耗在并网发电过程中比较常见,所以在新能源并网发电的系统中无功补偿功能的应用也比较常见。
3、新能源发电并网导致电网谐波问题
        以风力发电和光伏发电为例,风力发电产生的谐波是来自风电机组的电力电子元件。恒速风机本身一般不产生谐波,但是目前使用比较普遍的双馈异步发电机和同步发电机中应用了很多的电子元件,且直驱永磁同步发电机组中的交直交变器采用了很多具有电力电子非线性元器件的可控PWM整流或不控整流,因此会产生一定的谐波。新能源发电并网的光伏逆变器开关IGBT和脉宽调制控制会在光伏并网运行的过程中产生一定的谐波电流。此外,光伏输出功率的不稳定性以及光照的变化和不对称性都会导致谐波的出现。
4、孤网的问题
        在大电网出现失压现象时,并网的风力发电与光伏发电都还在继续进行发电,同时还与本地负载相连接,进而形成一个新的平衡网,这就是孤网。此时大电网会失去对孤网电压及频率的控制。

脱离大电网的控制后,受电的位置如果出现变化或者是输出功率出现变化,就会导致孤网崩溃,进而导致孤网的电压和频率都发生变化。如果变化没有超出可控范围,那么产生的影响和危害尚且可以控制;但是一旦超出可控范围,就会对电路造成破坏,严重时可能会破坏整个装置;在供电不足的情况下会导致逆变器过载,进而破坏逆变器。
三、处理策略
        虽然新能源并网带来了一定的不良影响,无法全面保障电能的品质,但是新能源发电仍旧是未来电力行业的发展方向和趋势,所以就需要强化并网技术,提升并网之后的发电品质,并且加强智能化技术的应用,在发挥新能源并网的优势与功能的同时,可以实现对于系统运行的检测和控制,提升并网发电的有效性。
1、孤网问题的处理
        孤网问题出现的重要因素就是电网系统的压力减小,在处理孤网问题时也需要以此为切入点,在实现并网前,就需要做好电力调度,强化相关的审核工作。对于新能源发电而言,实现并网的关键前提应该是拥有功率的预测能力。
2、并网标准的一致化
        虽然新能源发电已经持续多年,也做了很多的相关研究,但是在统一标准方面的认知较低,对于电能稳定性缺乏必要的了解和分析,无法全面认知到其对电能品质的影响。同时,对于干扰电能运行状况的各项要素缺乏科学的掌握,相关的并网技术也处于探索阶段,关于新能源的并网还未能构建一致的标准,对于并网后系统的检测和控制技术也缺乏研究与应用。所以,为了完善统一的并网标准,一定需要强化对于并网标准的研究,发展出相关的科学技术,来支持并网标准的统一性。
3、谐波问题的处理
        谐波对于电网系统的损害较大,也是较为常见的影响之一,在很多电子设备中都会发生谐波现象,无论是新能源发电的相关设备,还是在线路或者电容器中都可能存在谐波情况。但是谐波问题基本都属于可控范围,能够通过相关的措施加以避免和防范,比如在风电场的系统内,为了消除谐波问题,就需要集中连接各种风电机设备,并且安装适宜的谐波过滤设施,全面控制电网系统中的谐波情况,在必要的时候,也需要利用到无功补偿设施。
4、波动性和间歇性的处理
        这两种影响因素基本都是源于客观的自然环境,而自然状况无法控制,所以为了消除这两种影响和干扰,就需要从控制设备的角度出发解决,要想达到设备控制的目标,就需要把握好下述内容:一是科学地使用并网技术,强化新能源设备的技术含量,提升设备自身的性能和可靠性。二是关于电网系统的调节控制功能,关键是要确保对于峰值的调控功能,同时借助科学的电网设计来强化电网对于大电量的接纳水平。三是在部分新能源发电中经常会发生无功率运转的问题,进而导致能源损耗现象,为了避免该问题的出现,在系统中还需要应用到无功补偿技术。
结束语
        随着传统能源供应的日趋紧张和人们对环境保护的重视,新能源开发得到了世界各国的重视。因为新能源的开发还处于初级阶段,所以在实际的应用过程中还存在许多的问题,阻碍了新能源发电的可持续发展。我们必须高度重视新能源发电并网技术的研究,借助互联网技术、电气自动化等技术,实现新能源并网发电的智能化管理,加大新能源发电在电网中的占比,从而减少传统能源发电带来的环境污染问题,减少珍贵的不可再生能源的浪费,确保新能源发电的可持续发展。
参考文献
[1]戴成弟,蒋勇.大规模光伏发电并网后对电力系统的影响[J].经营管理者,2016(34):519.
[2]何德良,贾宏伟.浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J].电子产品世界,2018,25(12):81+88-89
[3]何德良,贾宏伟.浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J].电子产品世界,2018,25(12):81,88-89.
[4]李海龙,黄红兵,谭晓东.并网光伏发电对电网电能质量的影响分析[J].电气技术与经济,2019,(1):70-72.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: