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摘要:随着经济的发展,人们生活水平的提高,人们逐渐意识到可持续发展的重要性。风能是干净、可再生、可持续的绿色能源,由于采用风力发电得到了大力支持,在我国电力行业中所占的比例也越来越高。但是,风力发电现有的一些缺点将影响到普及的速度,需要不断发展和完善.风力发电和并网技术的提高,是目前一个有待商讨的话题。讨论电力发电和并网技术的问题和电能的质量控制。
关键词:新能源并网;电力系统;电能质量;影响
引 言
光伏发电技术在我国已经形成比较完整的产业链条,具备大规模开发和应用的前景。新能源在并网过程中会对发电系统造成一些影响,主要表现在电网频率、谐波等方面的波动,造成电压不平衡等问题。这些问题的产生会给正常的电力生产带来冲击,影响电力系统的有效运行。通过分析新能源并网对电力系统电能质量的影响,探索新能源发电对电力行业的积极影响。
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。本文主要根据电网实际运行情况,将电能质量分为电压质量、电流质量、供电质量三个方面。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、新能源并网对电力系统电能质量的影响
2.1新能源发电并网给电压带来的影响
(1)对电压波动、闪变的影响
与传统的发电方式相比,新能源发电具有特殊性,其随机性、波动性与不确定性明显,这种情况下,新能源并网使得电力系统的控制更为复杂,电能质量的管理也就更为艰难。新能源并网以后,存在着一些不可控电量,这些电量的存在,会对原有的电网系统产生一定的电流冲击作用,引发电网的剧烈波动、闪变与频率偏差,甚至会出现馈线潮流的变更,引起严重的电网运行问题,使得电力系统的电能质量难以保障。如果电网的调峰容量降低到最低限值以后,电力系统的可靠性大大降低。因此,新能源并网以后,相关人员还需要采取必要的控制措施,逐步提高电力系统的电量接纳能力,使得其调峰容量逐步提高,维持电力系统运行的可靠性与稳定性。无功补偿技术的应用,能够在一定程度上缓解电压波动与闪变的问题。
(2)对馈线稳态电压的影响
电力系统的运行过程中,电压的调节往往需要通过专有的设备来实现,比如,有载调压变压器分接头的改变、投切电容器,能够使得电压符合电力系统稳定运行的需求。新能源并网以后,电力系统中的新能源发电往往占据了较大的比例,这种情况下,当发电功率存在较大的波动时,电力线路中的负荷也会随之发生一定的变化,此时,如果依旧采用传统的调压方式,往往难以保障电压的质量。在电压调节过程中,必须要结合电力系统的运行需求,进行调压方案的改变,保障新能源发电良好的电压控制效果。一般情况下,电网与新能源发电站往往存在着公共衔接点,在此衔接点,接入电网短路容量、输电线路阻抗、新能源发电穿透功率都会对电压稳态产生一定的影响,因此,新能源并网对电压的影响,需要通过对这些因素的控制与调节来实现,以保障良好的电压稳定性。
2.2新能源并网对电力系统频率影响
电力系统的稳定至关重要,只有电力系统的安全稳定,才能保证正常的生产生活秩序,为人们提供安全高效的用电。在经过一系列的用电频率检查中发现,太阳能发电的容量占比波动较小时,电网的使用频率正常;在发电容量发生较大变化时,电压的稳定性会发生明显变化,会对电网的运行产生一定影响,很容易带来一些安全隐患。使用风力资源进行发电,其运行过程中容易产生一些功率波动,会对电网的安全运行产生很大影响。应该最大限度地减少新能源在并网时对
电力系统的影响,满足安全运行的需要,克服新能源发电对电力系统的影响,保证电力系统的安全使用。
2.3新能源并网对谐波的影响
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。
三、提升新能源并网电能质量的相关措施
3.1协调控制储能与新能源
由于新能源并网后对电力系统电能质量产生了一定的影响,因此,为提高电能质量,有关部门与人员需要协调控制储能与新能源。主要从以下方面来进行:
(1)加强对储能与大面积新能源发电整合、并网的管理与控制,在一些特殊的环节,需要做好相应的协调控制工作,积极在相关领域分散控制管理模式的推广,保障新能源能够发挥其应有的作用,实现电力网络的多元化。
(2)加大在专业储能技术方面的投入,主要从加强新能源电网的管理着手,比如,积极推广与应用新能源发电装置,优化相关的发电装置,升级风电与光电的爬坡率,避免新能源并网中相关的限制。
3.2完善技术标准与规范
新能源具有环保和可再生能源的优点,近年来已被广泛使用。由于新能源发电涵盖更多的技术领域,且新能源发电的连接更加复杂,因此在实际使用的过程中仍存在一些问题。为减少并网对电网电能质量的负面影响,必须不断加大对新型发电系统互联的研究力度,不断提高新型发电系统互联的技术水平,解决新能源接入问题。同时应认真研究和检查能源信息和通信技术等先进技术,对供电系统进行智能管理,并及时监控电网连接对电网运行的影响,不断优化新的电网技术、谐波和技术以减少电压波动,确保新发电行业的可持续发展。
3.2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。
3.3 电网调度控制
新能源并网作为当前电力系统完善的一个重要措施,逐步成为电力系统优化的重要途径。但是,由于新能源并网会对原有电力系统的电能质量产生一定的影响,因此,要最大程度上减小这种影响,相关部门必须要结合新能源并网电力系统运行的具体情况,加强对电网调度的控制,尤其是要加强在并网流程方面的管理与控制,使得在电力系统的运行过程中,能够充分应用系统性的电网调度,提高新能源发电的效益。在电网调度的管理与控制方面,相关部门与人员需要保障所有的设备设施处于正常的运行状态下,使得各种设备可以在电力系统内,发挥其应有的作用。当前,在新能源并网电力系统的电网调度控制方面,有关电力企业逐步应用了联络线频率偏差掌控技术,该种技术的应用,大大提升了新能源并网电力网络的稳定运行。
3.4完善技术标准与规范
新能源具有环保和可再生的优点,近年来得到了广泛应用。新能源发电涉及的技术领域比较多,新能源发电并网则更为复杂,所以在实际应用中还存在一些问题。要不断加强对新能源发电并网的研究,不断完善新能源发电并网的技术标准,针对新能源并网中存在的问题进行攻关,减少并网对电力系统电能质量带来的不良影响。同时认真学习研究电力信息通信技术等先进技术,做好电力系统的智能化管理,及时监测并网对电网运行的影响,从而不断优化新能源并网技术,减少谐波、电压波动等对电力系统的危害,确保新能源发电行业可持续发展。
四、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。
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