新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究

黃蓓　喻凌翔　溫曉荃

1.新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)頻率的影響

在新能源發(fā)電站的發(fā)電并網(wǎng)中，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)電容量占據(jù)的發(fā)電量比例增加后，會(huì)因?yàn)樾履茉窗l(fā)電機(jī)組出力存在較大的隨機(jī)性，而使得電網(wǎng)內(nèi)的頻率出現(xiàn)異常波動(dòng)，這種影響會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)自身以及用戶(hù)造成嚴(yán)重后果。

把風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響看作風(fēng)電場(chǎng)與火電機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的輸出功率波動(dòng)產(chǎn)地函數(shù)，然后建立一個(gè)對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行評(píng)估的模型。得知0.02～1.0赫茲的功率波動(dòng)，在火電機(jī)組自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)電網(wǎng)的影響最大（如下圖所示）。

2.新能源發(fā)電并網(wǎng)影響電網(wǎng)諧波

并網(wǎng)光伏逆變器具有絕緣柵雙極型功率開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)，在并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的電壓電流諧波，而且光伏電站輸出功率會(huì)因?yàn)楣鈴?qiáng)度的變化而造成波動(dòng)性間歇變化；另外，光照強(qiáng)度的不對(duì)稱(chēng)性也會(huì)對(duì)諧波產(chǎn)生影響。配電網(wǎng)自身的電壓諧波會(huì)因?yàn)殡娋W(wǎng)不對(duì)稱(chēng)的情況而出現(xiàn)，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電壓諧波，并且新能源發(fā)電機(jī)組也會(huì)受此影響而產(chǎn)生附加諧波電流。

3.新能源發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)致孤島情況

孤島情況的產(chǎn)生是由于在電網(wǎng)壓力降低之后，并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電仍然在對(duì)電網(wǎng)供電，會(huì)對(duì)失去壓力的電網(wǎng)持續(xù)供電，所以要與本地負(fù)載連接相互結(jié)合，保證其獨(dú)立運(yùn)行，從而避免出現(xiàn)孤島情況。

孤島情況會(huì)使電網(wǎng)中的電壓、頻率等出現(xiàn)動(dòng)態(tài)波動(dòng)，當(dāng)電壓和頻率的波動(dòng)空間超過(guò)電網(wǎng)安全范圍，就會(huì)極大地影響到設(shè)備的安全使用。在孤島情況下，線路系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)自動(dòng)跳閘的情況；而且也會(huì)在負(fù)載容量中出現(xiàn)變化，當(dāng)容量超過(guò)指定范圍時(shí)，就會(huì)在便運(yùn)器中出現(xiàn)超速負(fù)荷的情況，從而導(dǎo)致逆變器溫度超高，起火現(xiàn)象就會(huì)隨之發(fā)生。此時(shí)，維修逆變器的維修人員會(huì)受到嚴(yán)重傷害，甚至出現(xiàn)生命危險(xiǎn)，所以就算重新合上電路的電閘，也不會(huì)起到作用。孤島情況不僅會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成較大影響，同時(shí)也會(huì)危及用戶(hù)安全。

4.新能源發(fā)電并網(wǎng)的間接性和波動(dòng)性發(fā)電影響

風(fēng)力發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中存在不穩(wěn)定電量，此時(shí)對(duì)這些不穩(wěn)定電量的控制會(huì)非常困難，電網(wǎng)中就會(huì)存在強(qiáng)大的電流沖擊，從而導(dǎo)致電量頻率偏差以及電網(wǎng)閃變等情況發(fā)生。風(fēng)電場(chǎng)要穿過(guò)低壓，就要保證電廠電壓大幅度下降，否則會(huì)在電網(wǎng)中出現(xiàn)瞬間障礙。所以，要想使電網(wǎng)能穩(wěn)定運(yùn)行，需要將電量的調(diào)峰容量增強(qiáng)，并且增大電量的接納能力。在并網(wǎng)發(fā)電裝置中不可或缺的就是動(dòng)態(tài)無(wú)功率調(diào)整控制功能以及功率調(diào)整功能，因?yàn)樵诓⒕W(wǎng)中容易存在站內(nèi)的無(wú)功耗損，因此無(wú)功補(bǔ)償功能在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)裝置應(yīng)用功能中存在。

綜上所述，我國(guó)現(xiàn)階段的新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量有著一定的影響，這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的威脅。所以，為了保證新能源發(fā)電并網(wǎng)能促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展，相關(guān)部門(mén)的工作人員應(yīng)該不斷改進(jìn)和完善有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為廣大群眾提供安全穩(wěn)定的電力資源。

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