安科瑞 陳聰

摘要：分析(xī)新(xīn)能源(yuán)發(fā)電(diàn)趨勢，從(cóng)電(diàn)網(wǎng)電壓(yā)，電網頻率，電網諧(xié)波等(děng)方麵(miàn)出發(fā)，闡述(shù)新能源發(fā)電(diàn)並網對(duì)電網(wǎng)電(diàn)能質(zhì)量的影(yǐng)響(xiǎng)，電(diàn)網(wǎng)電能質量(liáng)下降的危害(hài)及其處理(lǐ)措施(shī)。

關鍵(jiàn)詞：新(xīn)能源發電(diàn)
；並(bìng)網(wǎng)
；電能質(zhì)量

0引言(yán)

當(dāng)前，社會(huì)經濟(jì)發(fā)展(zhǎn)對能(néng)源(yuán)資(zī)源需(xū)求不斷增加(jiā)，為減少(shǎo)對(duì)傳(chuán)統(tǒng)化(huà)石能源(yuán)的(dí)依賴(lài)，在(zài)新能(néng)源(yuán)研究(jiū)推廣方(fāng)麵投入了(liǎo)大量(liáng)資(zī)金(jīn)，並取(qǔ)得(dé)了(liǎo)一定的(dí)成效。目前(qián)，我(wǒ)國(guó)新能源發(fā)電(diàn)並網規模持(chí)續擴(kuò)大(dà)，由(yóu)此也(yě)暴露了(liǎo)一些(xiē)問(wèn)題(tí)，如新能源發電(diàn)並網(wǎng)占(zhān)比增(zēng)大後，電網(wǎng)運行穩定性受到影(yǐng)響，電(diàn)能(néng)質量下(xià)降，如何(hé)解決此類(lèi)問(wèn)題直(zhí)接(jiē)關(guān)係到新(xīn)能源(yuán)發電(diàn)技(jì)術的(dí)未來(lái)進(jìn)一(yī)步推廣(guǎng)運用。

1新(xīn)能(néng)源的發電狀(zhuàng)況(kuàng)

1. 根(gēn)據(jù)新統計(jì)數據顯示，我國新能源(yuán)發(fā)電(diàn)一直保持(chí)平穩(wěn)增(zēng)長(cháng)，截至(zhì)2019年年底(dǐ)，我(wǒ)國新(xīn)能源發電(diàn)裝(zhuāng)機容(róng)量4.1×108kW。預(yù)計(jì)2030年，2050年我國新能(néng)源裝機將分別達(dá)到1.15×109kW，2.80×109kW，占(zhān)全國電源(yuán)總(zǒng)裝(zhuāng)機的比重提(tí)升(shēng)至(zhì)40%，53%。2019年我國三(sān)北(běi)地區（華(huá)北，東(dōng)北(běi)，西(xī)北）風電裝機容(róng)量(liáng)1.27×108kW
   ；8個省(shěng)級電(diàn)力(lì)公司經(jīng)營區風電(diàn)裝機均(jūn)超過(guò)1×107kW，依次為新(xīn)疆，冀北，甘肅，山東(dōng)，山(shān)西，寧(níng)夏(xià)，蒙東，江蘇。三(sān)北地(dì)區(qū)太(tài)陽能發(fā)電(diàn)累計裝機容量為1.03×108kW
   ；8個(gè)省(shěng)（自(zì)治(zhì)區）太陽能發(fā)電裝機超(chāo)過1×107kW，依次為山(shān)東，江蘇，浙江，安(ān)徽，青海，河(hé)南(nán)，新疆(jiāng)，山西(xī)。

2. 近些年，我國新能源消納水平不(bù)斷(duàn)提(tí)高，但(dàn)是(shì)新能(néng)源(yuán)發電並網也存在一(yī)些問題(tí)需要(yào)解決，如(rú)：新能源發電出力不穩(wěn)，隨機波動，給電(diàn)網(wǎng)規劃(huá)建設，運(yùn)行(háng)管理帶來(lái)了巨(jù)大的壓力。結合(hé)實(shí)踐(jiàn)分(fēn)析可知，新(xīn)能源發電(diàn)並網對(duì)電(diàn)網(wǎng)電能(néng)質量(liáng)必將差(chà)生(shēng)巨大影響(xiǎng)，對此必(bì)須(xū)加強相(xiāng)關研究，提出(chū)可靠(kào)的處(chǔ)理方案，在(zài)不斷提高(gāo)新(xīn)能源(yuán)發(fā)電利用率(shuài)的(dí)同事(shì)，保證電(diàn)網穩定(dìng)，可靠運(yùn)行。

2 新能源發(fā)電(diàn)並網(wǎng)對(duì)電(diàn)網(wǎng)電能(néng)質(zhì)量的影響(xiǎng)

2.1對電網電壓的(dí)影(yǐng)響

1. 饋(kuì)綫穩態電(diàn)壓(yā)。當(dāng)前(qián)我國電力係(xì)統主(zhǔ)要是采用投切電(diàn)容器，改變有載調壓變壓(yā)器(qì)分(fēn)接(jiē)頭(tóu)的(dí)方式實現調壓。新能(néng)源發(fā)電(diàn)並(bìng)網規模增(zēng)大後，其功率(shuài)波(bō)動性(xìng)影(yǐng)響變大，造成整個(gè)電(diàn)網電壓調節難(nán)度增(zēng)大(dà)，原有(yǒu)調壓方案往(wǎng)往無法(fǎ)滿足電網(wǎng)實(shí)際(jì)運行要求。如圖1所示(shì)即為(wéi)新能源(yuán)發電並(bìng)網前後(hòu)饋綫電(diàn)壓(yā)的變化情(qíng)況(kuàng)，由圖分析(xī)可(kě)知，並(bìng)網(wǎng)後(hòu)饋(kuì)綫(xiàn)後(hòu)端節(jié)點的電壓(yā)將(jiāng)越限(xiàn)，對此(cǐ)必須(xū)要根據(jù)並網(wǎng)情況(kuàng)合理改(gǎi)進(jìn)調壓(yā)方案(àn)。

（2）電(diàn)壓波動，閃(shǎn)變。新能(néng)源電(diàn)站(zhàn)輸出功率波動，是(shì)影(yǐng)響電(diàn)壓波動，閃變(biàn)的(dí)直接因(yīn)素(sù)。如(rú)風速(sù)變化影響風電場(cháng)輸(shū)出(chū)功率(shuài)，需根據實際情況合(hé)理選(xuǎn)用變速(sù)風(fēng)電(diàn)機(jī)組(zǔ)，恒(héng)速(sù)風電(diàn)機組，減(jiǎn)小電(diàn)壓(yā)瞬(shùn)變
；光照(zhào)強度(dù)，溫(wēn)度波動(dòng)變化，也會(huì)導致(zhì)電站(zhàn)輸出功率(shuài)出現(xiàn)變(biàn)化。當(dāng)新能源發(fā)電(diàn)並網的電(diàn)網短路容(róng)量(liáng)大(dà)，則(zé)表(biǎo)明(míng)區域(yù)電網(wǎng)堅(jiān)強，相應的並(bìng)網後引發的電壓(yā)波動(dòng)，閃變均較(jiào)小，若是(shì)電(diàn)網較為薄(báo)弱(ruò)，必(bì)須(xū)合理規(guī)劃並網點，電壓等級。

圖(tú)1新(xīn)能(néng)源發(fā)電並(bìng)網(wǎng)前後饋(kuì)綫(xiàn)電壓

2.2對(duì)電網頻(pín)率的(dí)影響

如圖(tú)2所(suǒ)示，當(dāng)新能源在電網中占(zhān)比較(jiào)小(xiǎo)時(shí)，對電(diàn)網頻率影響較(jiào)小(xiǎo)，而隨(suí)著(zhuó)新(xīn)能源發電(diàn)量(liáng)在(zài)電網(wǎng)占(zhān)比(bǐ)的(dí)增(zēng)大，容(róng)易造(zào)成電網(wǎng)內(nèi)頻(pín)率(shuài)波(bō)動，直(zhí)接(jiē)影響(xiǎng)電能質量(liáng)。對(duì)此，必(bì)須(xū)加(jiā)強(qiáng)新(xīn)能源(yuán)發(fā)電出(chū)力(lì)波(bō)動性(xìng)，間歇性分析，將(jiāng)電(diàn)網運行調度與新(xīn)能(néng)源(yuán)發電(diàn)電(diàn)功(gōng)率預測相結合。

圖2新能(néng)源(yuán)發電(diàn)穿透(tòu)功率較小(xiǎo)時(shí)電(diàn)網頻率(shuài)變(biàn)化

2.3對電網諧波的影響(xiǎng)

我(wǒ)國(guó)新能源(yuán)並網(wǎng)主(zhǔ)要以光伏發電站，風(fēng)電場(cháng)為主，其(qí)在(zài)諧波方麵的影(yǐng)響如下：（1）並(bìng)網(wǎng)光伏(fú)電(diàn)站運行(háng)時，光照(zhào)變化會(huì)導致(zhì)光伏電(diàn)站(zhàn)輸出功率(shuài)出現(xiàn)波動間(jiān)歇變化(huà)，引發諧波(bō)汙染(rǎn)。（2）風電場(cháng)並(bìng)網諧(xié)波主要(yào)來源機組電(diàn)力電(diàn)子裝置，風電(diàn)場(cháng)並聯(lián)補償(cháng)電容(róng)器(qì)與綫路電抗(kàng)諧(xié)振作用(yòng)。

3電網電能質量下降(jiàng)的危害(hài)與(yǔ)處(chǔ)理措施(shī)

大(dà)量(liáng)新能(néng)源發電並(bìng)網(wǎng)極易導(dǎo)致(zhì)電網(wǎng)電能(néng)質量下降，采取(qǔ)合(hé)理(lǐ)的(dí)處(chǔ)理措施具有重要意(yì)義，為我(wǒ)國(guó)新能(néng)源電力發展奠定(dìng)堅實(shí)的基(jī)礎。

3.1電網電能(néng)質(zhì)量(liáng)下降的危(wēi)害

電(diàn)網(wǎng)電能質量(liáng)下降(jiàng)的危(wēi)害(hài)主要表現(xiàn)在以(yǐ)下幾個(gè)方麵：（1）電壓暫(zàn)降，偏(piān)差：電(diàn)網運(yùn)行(háng)中(zhōng)電壓暫降，偏(piān)差(chà)情(qíng)況的出(chū)現，極易(yì)導致(zhì)一(yī)些設備無(wú)法正常運行，如(rú)：自(zì)動(dòng)化控(kòng)製裝置誤(wù)動(dòng)，係(xì)統失靈(líng)等(děng)，甚至出現長時(shí)間無法正常工作的(dí)情(qíng)況，引發嚴重的後果。（2）電壓波動(dòng)，閃變(biàn)：常見(jiàn)問題有燈光閃(shǎn)爍，電視機(jī)亮度頻繁(fán)變(biàn)化，生(shēng)產綫(xiàn)無法正常(cháng)工(gōng)作(zuò)等。（3）諧波(bō)：諧波汙染(rǎn)對(duì)電網的危害大(dà)，包(bāo)括(kuò)：電力(lì)綫路(lù)附(fù)加損(sǔn)耗，諧(xié)波(bō)影響設(shè)備(bèi)運(yùn)行(háng)，電容(róng)器組(zǔ)諧振(zhèn)，自動裝(zhuāng)置與(yǔ)繼電(diàn)保護(hù)誤(wù)動。

3.2電能質(zhì)量(liáng)的處理(lǐ)措施(shī)

針對上述(shù)問題可(kě)知(zhī)，新能(néng)源(yuán)發電並網對電網(wǎng)電能質量(liáng)的影(yǐng)響(xiǎng)較大，為保(bǎo)證(zhèng)我國新(xīn)能源產業持續(xù)穩步(bù)發(fā)展，必(bì)須要采(cǎi)取(qǔ)以下處理措(cuò)施(shī)：（1）安(ān)裝(zhuāng)電能質量(liáng)調節(jié)裝置(zhì)。在(zài)電(diàn)網運(yùn)行(háng)中(zhōng)，改(gǎi)善電能質(zhì)量常(cháng)見的(dí)方法就是(shì)安(ān)裝(zhuāng)動態無(wú)功補(bǔ)償(cháng)裝置(zhì)，快(kuài)速(sù)調節無功功(gōng)率，保(bǎo)證電網(wǎng)電(diàn)壓(yā)穩(wěn)定。動態(tài)無功(gōng)補償器(qì)的(dí)主要(yào)安裝位(wèi)置(zhì)為新(xīn)能(néng)源(yuán)出口低壓(yā)側，根(gēn)據(jù)接入(rù)點電壓偏差(chà)量(liáng)控製(zhì)所(suǒ)補(bǔ)償(cháng)的(dí)無(wú)功，穩定(dìng)接入點電(diàn)壓。針(zhēn)對(duì)新能源並網導(dǎo)致(zhì)的諧波問(wèn)題，可安裝(zhuāng)多脈衝(chōng)換(huàn)流器(qì)，電力(lì)濾波器(qì)，有(yǒu)效吸(xī)收諧(xié)波(bō)電流(liú)，保(bǎo)證電網穩(wěn)定(dìng)運行。其中，光(guāng)伏電(diàn)站並(bìng)網，可(kě)采(cǎi)用(yòng)多功能逆變(biàn)器(qì)，使得光伏(fú)電站(zhàn)逆(nì)變(biàn)器(qì)兼具(jù)濾波(bō)功能
；風力發(fā)電(diàn)場(cháng)，可(kě)在諧波(bō)水平較(jiào)高母綫上安裝靜(jìng)止(zhǐ)無功補(bǔ)償(cháng)器，綜合濾除諧波(bō)。（2）采(cǎi)用(yòng)超(chāo)級(jí)電容(róng)器改善電能質(zhì)量(liáng)。超級電容器作(zuò)為(wéi)一(yī)種(zhǒng)儲(chǔ)能裝(zhuāng)置(zhì)，可(kě)有效控製(zhì)電網(wǎng)有功，無功功率，改(gǎi)善電網電能(néng)質(zhì)量(liáng)。從(cóng)超級電容器(qì)自身(shēn)性(xìng)能(néng)分(fēn)析(xī)來(lái)看，其功(gōng)率密(mì)度(dù)高(gāo)，充(chōng)電(diàn)速度快，可(kě)有(yǒu)效解決(jué)瞬(shùn)時(shí)停電，電壓暫(zàn)降/驟升等問題，平滑(huá)電(diàn)壓波(bō)動。

此(cǐ)外，為應(yīng)對未(wèi)來(lái)新能源發(fā)電並網規模的(dí)持(chí)續擴大，應從電(diàn)網結構入手，通(tōng)過(guò)改(gǎi)善(shàn)電網結構(gòu)，合理選用綫路(lù)電抗/電阻之(zhī)比(bǐ)，有效抑(yì)製並(bìng)網(wǎng)引發的(dí)電(diàn)壓波(bō)動，閃變(biàn)問題(tí)
；同(tóng)時新(xīn)能源(yuán)技術方麵，還(huán)需不斷(duàn)革(gé)新，切實減(jiǎn)少機組(zǔ)啟(qǐ)停次(cì)數，減小輸(shū)出(chū)功率變(biàn)化(huà)情(qíng)況，切實保(bǎo)證(zhèng)電網係(xì)統(tǒng)的穩(wěn)定運行(háng)。

4安科(kē)瑞(ruì)產品選(xuǎn)型

5結(jié)束語

新(xīn)能源發電(diàn)技術具(jù)有清潔，可再生的(dí)特點(diǎn)，但(dàn)是(shì)其(qí)並網後對電(diàn)網電能(néng)質量(liáng)存(cún)在(zài)較(jiào)大(dà)的(dí)不利(lì)影響(xiǎng)，輕則導致供電質(zhì)量(liáng)下降(jiàng)，重(zhòng)則(zé)直(zhí)接導致相關生產工作(zuò)無(wú)法(fǎ)正常開啟。對此(cǐ)，必須(xū)要(yào)明(míng)確(què)新(xīn)能源(yuán)發電並網(wǎng)對電網電(diàn)壓，頻率，諧波(bō)等(děng)方麵(miàn)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)情(qíng)況(kuàng)，並采(cǎi)取針對性(xìng)處理(lǐ)措施，保(bǎo)證(zhèng)電(diàn)力(lì)係(xì)統(tǒng)穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

1. 徐(xú)潛(qián),唐淩雲(yún),李(lǐ)西.新能源發電(diàn)並(bìng)網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電(diàn)能(néng)質量的影響[J].《集成電(diàn)路應(yīng)用(yòng)》,2020

2. 李娜娜.新能(néng)源(yuán)發電將(jiāng)邁(mài)向高(gāo)質(zhì)量發展(zhǎn)新階(jiē)段[N].國家電(diàn)網(wǎng)報,2020-01-21(008).

3. 張偉(wěi)波(bō),潘(pān)宇超(chāo),崔誌強,張衛東(dōng).我(wǒ)國(guó)新能(néng)源(yuán)發電(diàn)發展思(sī)路(lù)探析(xī)[J].中(zhōng)國(guó)能源,2012,34(04):26-28+41.

4. [4]企(qǐ)業微(wēi)電(diàn)網設計與(yǔ)應用手冊(cè).2022.05版.