摘要: 当前，在可持续发展的背景下，太阳能、风能等新能源逐步被应用于电力系统中，新能源并网逐步成为当前电力行业发展的主要趋势，虽然并网实现了电力网络的多元化，但也对电能质量产生了一定的影响。因此，必须采取必要的控制措施，提高电力系统电能的总体质量。
关键词：新能源并网；电力系统；电能质量
1新能源并网对电力系统电能质量的影响
1.1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。
1.2对电能频率的影响
电能频率稳定是衡量电网安全平稳运行的一个重要指标。民用和工业用电有不同的频率要求，是居民正常用电和安全生产的保障。频率异常在电网的实际应用中并不多见，在发电机容量较低时，对电能频率的影响较小。但是，在新能源机组大规模并网后，新能源的发电量比例大幅增加，电网中会出现频率的变化，给电网的安全使用带来隐患。要想尽可能减少新能源发电机组发电对电网的冲击，又要提高使用新能源发电的比重，必须重视风力发电和光伏发电本身的间歇性问题，合理调整，降低其对电网的不良影响。
1.3对电网谐波的影响
新能源发电站的运行会受到自身和外界的影响，易出现电压电流谐波，影响电网的电能质量。由并网光伏发电特性可知，光照强度、阴影变化、浮云阴影问题都会导致发电功率的变化，会出现谐波污染和电压波动的问题。此外，在新能源发电过程中，由于发电机组自身的原因也会产生一定的谐波畸变。为了实现直流电到交流电的转换，光伏发电系统中会大量使用电子换流器，但这样会产生电流谐波畸变。这些谐波电流的波形不稳定，电抗器和电容器本身的谐振规律会加重其畸变的程度。同样，在风力发电系统中也存在电抗器和电容器，而电容和电抗的相互作用产生谐波畸变。以上这些原因导致的谐波电流电压畸变，给电网的安全稳定运行带来了隐患。
1.4对电网运行的影响
在新能源并网前，我国的电力系统是单电源模式。新能源作为电源接入电力系统后改变了这一现状。新能源和常规能源的相互作用影响电网的稳定性。在新能源比重逐渐加大后，增大了电网发生故障的几率，也增加了继电器保护电路的难度，发生故障时无法准确快速地做出保护动作，甚至扩大故障范围，所以必须改善电网架构。
2提升新能源并网电能质量的相关措施
2.1协调控制储能
2.1.1抽水储能
抽水储能用电动机将下游水库的水抽到上游，将机械能转化为水的势能后转化为电能。受地理位置、气候变化影响，水力发电是除火力发电外规模最大的发电产业，主要用于电力系统调频和负荷高峰储备使用。目前，抽水储能正加强对地下水和海洋水库的建设。
2.1.2蓄电池储能
蓄电池包括铅酸电池、锂电池、钠基电池和液流电池等。锂离子电池以其安全性高、输出功率高、使用寿命长的优点，大规模用于电动汽车和规模化发电站。此外，比传统铅酸电池充放电速度更快、成本更低的铅碳电池也得到了快速发展。
当前，吉林大学研究的高性能铅碳电池已经成功应用于超级电容，而液流电池被广泛应用于电网应急备用电源和负荷削峰填谷储备。
2.1.3超级电容储能
超级电容是介于蓄电池和常规电容器之间的一种特殊的双电层电化学元器件，相比传统电容器储存能量更大，相比蓄电池可反复循环充电，具有充电时间短、清洁环保、功率密度高、使用寿命长等优点，可有效针对分布式电源输出波动性随机性特征进行储能，尤其是风力发电变桨系统。目前，超级电容器广泛应用于新能源汽车电池，改善了以往锂电池充放电时间长、寿命短的缺点，大大延长了电动汽车电池使用寿命。目前，上海已建成超级电容供电公交车专线，未来基于纳米技术可实现超级电容更加快速的高能量充放电。
2.1.4压缩空气储能
压缩空气储能是利用电力系统处于负荷低谷时的剩余电力进行空气压缩，然后将高压空气储存在报废矿井、地下洞穴、海底储气罐或新建储气井中。当负荷高峰时膨胀释放驱动汽轮机发电，减少电力系统供电压力，具有储存成本低、工作时间长、可大量储存、使用寿命长、安全可靠性高的优点。电力市场改革刺激分布式电源大规模发展，新的储能技术与分布式电源结合可有效解决分布式电源并网难题。考虑分布式电源输出随机波动性，开发高效率、能量密集、成本低的混合储能管理系统不仅可以使分布式电源并网安全可靠运行，还可优化充放电过程，实现储能装置经济、稳定输出。
2.2无功电压控制
新能源并网条件下，无功电压控制的实施，能够在一定程度上实现良好的电能质量控制。当前，我国电力系统的无功电压管控方面，新能源并网逐步朝着分区域、分层次与就地平衡的趋势发展。无功电压相关装置的管理上，相关部门需要结合电力系统电能质量的要求，科学进行无功装置的选择，保障多种无功设施能够实现良好的协调与配合，避免各种设备之间存在功能的差异性，将多个环节点电压控制在合理的范围内，保障在整个新能源并网电力系统的运行过程中，这些无功装置、设备设施能够发挥其应有的作用，实现良好的无功电压控制，提升电力系统运行的稳定性与安全性。在新能源并网电力系统无功电压的控制上，需要从以下方面来进行：①无功电压的管理与控制与功率计算之间存在着紧密联系，相关人员需要结合二者之间的关系，采用相关的无功设施内部响应机制，发挥静态与大容量调换设施的作用，将间歇性新能源场中的无功电压加以科学管理，必要情况下，可以应用小幅波动的动态装置，提升新能源并网电力系统运行的稳定性与可靠性。②将新能源场站群管理与无功电压管理相结合，提高新能源并网电力系统的电能质量。
2.3加强电能质量控制，完善相关的技术标准
新能源并网电力系统的运行中，存在着诸多的干扰因素，这些干扰因素的存在，严重降低了电能质量。因此，相关人员在日常的工作中，需要加强对相关干扰因素的分析，在新能源并网系统内，严格对这些干扰因素的控制，保障电网系统能够得到最为有效的控制与管理。具体来说，在电能质量的控制、技术标准的完善上，主要从以下方面来进行：①电压闪变与波动的控制上，需要结合电能质量的要求，在电力系统中，安装相应的电力滤波设备与装置，这些设备的应用，在并网系统内，能够在一定程度上引发电压的浮动，随后借助于相应的动态电压恢复装置，使得电网系统能够维持其正常的运行状态。②谐波的控制上，可以应用静止无功补偿设备的应用来实现。
结束语
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，借助其他行业的先进技术，解决发电过程产生的可能影响电网安全的问题。在发展新兴技术的同时，要拓宽新能源产品的市场，凸显新能源的优势。
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