刘艳霞
国网山西省电力公司长治供电公司，山西省长治市046011
摘要：以风电、太阳能、生物质能为首的新能源是我国能源发展战略的重要内容和组成部分，是中国未来能源结构的基石，光伏发电是新能源开发技术较为成熟、具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式，符合我国的产业政策和能源可持续发展战略，对改变山西省传统的能源结构、实现能源供应的多元化是有益的；对改善当地电力系统的能源结构，经济发展都具有积极的作用。由于其并网发电系统出力的间歇性和不确定性等特点，大规模新能源并网对电力系统稳定性存在很大影响，其影响主要体现在诸如电网的谐波、引起的电压波动、电压不平衡等方面。本文论述了风力发电和光伏发电对电网电能质量的影响，对新能源发电具有一定的指导意义。
关键词：新能源；并网；电能质量
1新能源并网对电力系统电能质量的影响
1.1电能质量
关于电能质量的一般描述，不同国家根据其需求对电能质量有不同的要求。对于电力供应商而言，电力质量意味着公司提供的各种电力指标均符合国家电网运行规范和技术标准的要求，从而为电力用户提供安全稳定的电力。对于能源使用者，能源质量是指用户的能源消耗过程中确保电源不中断，通常使用电压、频率和波形等指标进行测量。对于电气设备制造商而言，他们生产的电气设备的质量与电源质量直接相关。
本文中电能质量主要根据电网实际运行情况分为三方面：电压质量、电流质量和电源质量。电压质量主要取决于电源的预设电压与实际输出电压间的偏差，从而决定能量供应商消耗能量的质量，主要包括电压偏差、三相不平衡、频率偏差、过电压、欠电压、电压谐波和电压波动等其他内容。电流质量包括电流谐波，陷波等。电源的质量包括技术和非技术方面，非技术方面是电源公司对用户投诉（如能源价格和能源服务）的响应速度，技术方面是电压的质量和可靠性。
1.2新能源并网对电压偏差的影响
首先从新能源的发电开始。太阳能发电使用太阳能，且发电效率受温度和光等因素的很大影响。在白天、晴天和阴天之间的温度和光线有很大差异。因为没有阳光、没有发电，所以太阳能发电的输出功率变化很大，并且电压变化很大。风力发电受到风速的极大影响，这就是为什么风力发电厂通常建在风能资源丰富的地区。风速的变化会对风能产生很大影响，并导致电压波动和闪烁。在停止和启动新发电机组的过程中输出功率会剧烈波动，电压也会发生显著变化，这会对电网产生重大影响并导致电压波动和闪烁。电网连接的短路容量值越高电压波动越小。通过研究电压变化的原因并制定相应的措施，可有效减少电网重新接入电网的不利影响，并保证电网的正常运行。
1.3新能源并网对电力系统频率影响
当电网正常工作时不容易产生异常频率。大多数分散式电源都是小型、模块化的独立电源，功率从几千瓦到50兆瓦不等，主要是为满足旺季期间城市居民和商业区居民的电力需求。在你的现场或附近安装相对较小的发电机组不仅可以满足你的电力需求，而且还可满足有配电网的运行要求。这些相对较小的发电机组包括燃料电池、小型太阳能、小型燃气轮机、燃气轮机和混合燃料电池单元。对大量分布式能源的访问继续增加了网格上分布式能源的比例，电网的频率可能由于新发电的随机性和不确定性而改变。
以风力发电系统为例。电力系统是动态系统，因此当风力发电系统连接到电网时，电网会通过主动工频平衡机制实现电网的平衡。平衡控制机制主要基于对网络中电能的准确预测，电网调度员根据先前的发电计划预测每个时间段的电力负荷，并据此组织该发电的热电容量时间以更好地应对实际负载偏差。该预测方法减少了电网中每个发电机组的输出功率的设置，并减少了使用能量的发电机组的备用容量，从而确保了电网的经济性。然而由于风力涡轮机的功率输出经常随风速的变化而波动，因此调节电网频率的负担甚至更大。当风力涡轮机连接到电网时，原始功率波动被注入到电力系统的相对稳定的动态系统中。
1.4新能源并网对谐波的影响
首先，这是电压波动的影响。当新能源连接到电网时，它会提供电力作为能源，从而在产生新能源的过程中引起一些波动，严重影响电压的稳定性并导致电压波动；其次，它是功率输出的效果。太阳能技术主要取决于当地环境，如果太阳能很强且发电量相对较大，则这取决于连接到电网的位置和发电量。如果网络连接容量太大则输出功率会增加。当在与电网的连接点达到最大功率时，电路电压将上升到正常电源范围之外，从而导致功率倒流并进一步影响电网的安全运行。最后还有谐波的影响。太阳能系统通过电子逆变器工作，它的主要功能是转换功能。为充分利用电力系统，必须将直流电转换为交流电。但连接到电网后通常会产生大的谐波电流，同时它是不稳定的，这对电气系统的电能质量有一定影响。
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。
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结论
新能源并网后，接入大量的逆变器，对原有的配电网造成影响，增加电网谐波、造成电压失恒、电压闪变、信息孤岛等问题，威胁到原有配电网的有序运行。因此，需要进一步完善新能源并网技术的相关研究。
参考文献：
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