试论新能源分布式发电并网对电网电能质量的影响

发表时间:2021/3/2   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:曹宁
[导读] 摘要:在新时期,能源和新能源问题是国家和人们都十分关注的问题,如何实现就地资源的开发和利用,减少因远距离输电带来的损耗是目前电力工作中非常重要的内容,也是最新的热点问题。
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        摘要:在新时期,能源和新能源问题是国家和人们都十分关注的问题,如何实现就地资源的开发和利用,减少因远距离输电带来的损耗是目前电力工作中非常重要的内容,也是最新的热点问题。而在这种情况下,一种新型的、高效的、灵活的并且还很环保的新型发电技术(新能源分布式发电)应运而生,而电力行业也因这种新型的发电技术发生了很大的改变,其中我们非常熟悉的风能发电、太阳能光伏发电以及地热能发电都属于新能源发电。基于此,本文就针对新能源发电并网对电网电能质量的影响进行了简单的分析和讨论。
        关键词:新能源发电;并网;电网电能;质量影响;分析讨论;
        为了更好的保证可再生资源的利用率,并网的新能源发电系统都是采用控制策略的,以此来保证有功功率的最大输出率。不论是风电场的风速还是光伏电站的光照强度都是属于波动变化,所以会导致新能源并网发电站的传出功率也存在波动的情况,而这种波动性的功率就会给电网电能带来很大的影响,甚至会直接影响到电网频率波动的稳定性和持续性。
        一、新能源分布式发电并网存在的问题
        (一)存在间歇性和波动性的发电特点
        对于风力发电和太阳能光伏发电来说,是依靠风能和太阳转变来进行发电的,所以说风能会受风力大小的影响、太阳能会受天气的影响而变化,导致电能出现随机性、波动性以及不可控性的特点。也正是因为存在以上特点,所以会对并网电量产生影响,在并网时会因为电流的冲击比较大,出现电网频率偏差,电压波大等情况,从而引起馈线中的潮流出现变化,最终给电压的分布和无功特性带来影响,增加电网的不可控性,并使调峰容量余度增大。如果调峰容量无法维持电网的运行,那么就会影响到电力系统的稳定运行,甚至还会增加安全风险;此外,如果风电机组缺乏低电压的穿越性能,并网点电压降低时,就会增加电网的故障并带来安全问题。而这些问题的出现以及严重的程度是和电压等级、短路的容量以及联网设备等有关的,所以对于风能和光伏发电技术来说,除了需要具备并网的技术性能以外,还需要电网具备分丰富的调峰容量和接纳能力[1]。
        (二)注入电网的谐波问题
        因为风力和光伏发电系统在发电的过程中是需要有电力电子装置作为基础的,所以在这样的情况下就会产生谐波和直流的分量。当电力系统被谐波注入以后,就会给电网电压带来影响,使其发生畸变,而且还会使电能的质量发生变化,更重要的会给电力系统的安全运行带来阻碍。因此,我们需要在电力系统中配置滤波的装置以及静止或动态的无功补偿装置等等,来减少谐波注入电网的含量。
        (三)孤岛问题
        孤岛的现象主要是发生在电网失压时,风力和光伏发电系统还在继续对失压电网进行供电,同时和本地的负载通过连接形成一个独立的运行状态时。在孤岛现象下,电网是无法控制孤岛中电压和频率的,所以,此时如果电压和频率超出了电网的允许范围,就会给用电设备带来影响,而且在这种情况下,还会增加检修人员的风险,同时在孤岛现象下,如果对其进行重合闸操作的话,不但不会起到作用,还会造成二次跳闸。由此我们可以知道,孤岛的问题也是非常重要的,我们一定要将孤岛现象的检测和预防工作给重视起来,因为它对新能源发电系统有很大的作用,当然这也是目前新能源发电系统中最需要解决的问题[2]。
        (四)并网的标准
        在新时期下,想要更好的利用新能源并网发电系统,首先需要的是要有一个统一的新能源分布式发电并网标准,但是就目前来看,我国还缺少这统一的标准。但是关于并网的检测技术标准以及系统检测等也都还在持续、逐步的完善过程中。就目前并网的发展状况来看,关于大型或者中型的新能源分布式发电并网对电力系统带来的影响,如稳定性、安全性、电能质量等都没有明确的定论,对接入系统的检测手段也不是很完善,如果控制器、输电设备等,都缺乏安全性的检测。


        二、新能源分布式发电并网对电网电能质量的影响
        (一)对网损带来的影响
        新能源发电对网损带来的影响可大可小,影响因素主要包含位置、容量以及负荷量等等。在负荷的附近将新能源分布式发电并网进行接入,会使整个配电网的负荷分布发生变化,主要有以下几种表现:第一,当配电网中所有节点的负荷量都大于新能源分布式发电并网发电量的时候,电网系统中所有的网络损耗也会减小;第二,当配电网中有一个节点的负荷量小于分布式发电并网发电量的时候,虽然整个配电网的总负荷量大于新能源并网发电总量的时候,线路损耗会增加,但是从整体上来看,线路损耗也是减少的。
        (二)对电压分布所带来的影响
        在传统的配电网中,如果负荷发生了变化,那个就意味着系统电压也会有所波动,主要会带来以下几种影响:第一,当电源输出量的控制随着负荷的变动而发生变化的时候,说明电源的接入是可以对电力系统电压波动情况进行改善的;第二,当接入的电源输出量存在很大波动性的时候,则说明接入电源的电力无法进行很好的控制,所以说在这种情况下,会对系统电压波动的情况加重[3]。
        (三)对电力系统保护所带来的影响
        因为新能源分布式发电并网在接入以后,会有可能引发双向的潮流,所以会导致波动性非常的频繁,在这种情况下就会对电力系统的保护带来很大的影响,具体主要体现在以下几个方面:首先,对继电器保护带来的影响。在分布式发电并网没有被接入之前,如果电力线路在发生故障的话,继电器就可以及时的检测到出现故障电流的动作,从而进行修复和改善。但是如果接入分布式发电并网以后,系统潮流的大小和方向都会发生改变,所以可能会和出现故障的电流进行重合,然后使继电器中的电流减少,导致继电器失去保护功能;其次,对于分布式发电并网来说,它一般情况下都是安装在母线上的,所以一旦母线附近出现故障,就会出现相应的错误动作,引发无障碍跳闸;最后,新能源分布式发电并网对重合闸带来的影响。众所周知,在电力系统中,有很多故障的出现都是发生在一瞬间,所以就需要运用到重合闸系统,给供电的可靠性提供支持。但是当分布式发电并网接入以后,如果在发生跳闸,就会造成持续电弧,导致自动重合闸失败。
        (四)对电能质量的影响
        首先,会给电力系统的电压带来影响,使其出现闪变的现象。因为新能源发电主要和环境以及气候因素等有直接的关系,所以会给配电网带来电压闪变的情况;其次,会给电力系统产生谐波的污染。主要是受电子技术的开关频繁程度影响;最后,会对系统电压的波动产生影响,使电气设备不够稳定[4]。
        (五)对电网带来的影响
        对电网带来的影响主要体现在可靠性上。电力系统在正常工作时通过与配电网的良好配合,会缓解网络堵塞,缓解电压骤降,降低线路损耗。新能源分布式发电并网属于备选电源,所以即使在停电的时候,也可以给用户带来电源,从而提高电网的可靠性;还有一种情况会降低电源的可靠性。电力系统如果没有和配电网进行很好配合的时候,就会降低电网的可靠性。
        结束语
        总而言之,随着新能源发电技术的应用和提高,使分布式发电并网电源的设备和性能也在不断的变化,再加上新能源本身的特点,所以使它的应用范围越来越大,所以我们需要将其重视和利用起来,要通过新能源的应用,使我国的电力系统在供电上更加的稳定和安全,并推动我国的电力事业更好的发展。
        参考文献:
        [1]仲振.新能源分布式发电并网对整个电网的影响分析[J].信息周刊,2018,(11):392-392.
        [2]项阳.分布式光伏发电并网对配电网安全的影响[J].赢未来,2018,(19):457-457.
        [3]安向勇,张立伟,樊习英,等.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].现代工业经济和信息化,2018,8(16):49-50+53.
        [4]程舒乔,回俊龙.分布式新能源接入电网的电能质量问题探讨[J].名城绘,2018,(10):1-1.
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