新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響及解決辦法

安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

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一、引言

隨著(zhù)全球對環(huán)境保護和可持續發(fā)展的重視，新能源發(fā)電（如風(fēng)能、太陽(yáng)能）在電力系統中的占比日益增加。然而，新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響也逐漸凸顯，成為電力行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。本文將從多個(gè)角度分析新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，并提出相應的解決措施。

二、新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

新能源發(fā)電設備（如風(fēng)力發(fā)電機、太陽(yáng)能光伏板）的輸出功率受自然條件（如風(fēng)速、光照）的顯著(zhù)影響，具有間歇性和波動(dòng)性。這種不穩定性會(huì )導致并入電網(wǎng)的電能數量不穩定，進(jìn)而影響電網(wǎng)的頻率和電壓穩定。當新能源發(fā)電并網(wǎng)規模增大時(shí)，其功率波動(dòng)性對電網(wǎng)電壓的影響更加明顯，原有調壓方案往往無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際運行要求，可能導致饋線(xiàn)后端節點(diǎn)的電壓越限。

新能源發(fā)電的接入點(diǎn)通常位于配電網(wǎng)末端，大規模接入可能會(huì )引發(fā)電網(wǎng)頻率波動(dòng)。當新能源發(fā)電量在電網(wǎng)中的占比逐漸增大時(shí)，這種頻率波動(dòng)現象尤為顯著(zhù)，直接影響電能質(zhì)量。新能源發(fā)電的間歇性使得電網(wǎng)運行調度難度增加，必須結合新能源發(fā)電電功率預測進(jìn)行電網(wǎng)運行調度，以減輕頻率波動(dòng)對電網(wǎng)的影響。

新能源發(fā)電設備中廣泛使用電力電子變換器來(lái)調節輸出，這些變換器會(huì )產(chǎn)生非線(xiàn)性電流，向電網(wǎng)注入諧波。諧波污染不僅會(huì )增加電力線(xiàn)路的附加損耗，還會(huì )影響其他用電設備的正常運行，甚至導致電容器組諧振、自動(dòng)裝置與繼電保護誤動(dòng)。光伏發(fā)電站和風(fēng)電場(chǎng)作為新能源并網(wǎng)的主要形式，其電力電子裝置和并聯(lián)補償電容器是諧波的主要來(lái)源。

當電網(wǎng)故障時(shí)，如果新能源發(fā)電系統仍繼續向局部電網(wǎng)供電，可能會(huì )形成孤島，對維修人員和電網(wǎng)恢復造成安全威脅。此外，新能源發(fā)電設備可能無(wú)法提供足夠的無(wú)功功率支持，導致電網(wǎng)的功率因數下降，增加了輸電損耗，進(jìn)一步影響電網(wǎng)的整體電能質(zhì)量。

三、解決措施

通過(guò)儲能系統、需求側管理和智能電網(wǎng)技術(shù)提高電網(wǎng)的響應速度和適應能力。儲能系統可以在新能源發(fā)電不足時(shí)提供電能支持，減輕電網(wǎng)負荷壓力；需求側管理可以調整用戶(hù)用電行為，降低電網(wǎng)峰谷差；智能電網(wǎng)技術(shù)則能實(shí)時(shí)監控電網(wǎng)狀態(tài)，快速響應各種突發(fā)情況。

利用先進(jìn)的控制算法優(yōu)化新能源發(fā)電的并網(wǎng)過(guò)程，減少對電網(wǎng)的沖擊。通過(guò)精確預測新能源發(fā)電量，提前調度和平衡電網(wǎng)，確保電網(wǎng)穩定運行。此外，還應加強對新能源發(fā)電設備的監控和維護，及時(shí)發(fā)現并處理潛在問(wèn)題。

使用大數據和人工智能技術(shù)預測新能源發(fā)電量，提高預測精度和實(shí)時(shí)性。通過(guò)安裝電能質(zhì)量監測裝置和監測系統，實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現并處理電能質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，建立電能質(zhì)量數據中心平臺，為電網(wǎng)運行和管理提供數據支持。

安裝適當的無(wú)功補償裝置，維持電網(wǎng)電壓穩定。動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置可以快速調節無(wú)功功率，穩定接入點(diǎn)電壓；多脈沖換流器和電力濾波器則可以有效吸收諧波電流，改善電網(wǎng)諧波問(wèn)題。

制定和執行更嚴格的并網(wǎng)標準，確保新能源發(fā)電系統的電能質(zhì)量符合要求。通過(guò)規范新能源發(fā)電設備的接入和管理，減少其對電網(wǎng)的不利影響，保障電網(wǎng)穩定運行。

四、安科瑞相關(guān)產(chǎn)品

4.1電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置

APView500

APView400

電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置 安裝現場(chǎng)照片：

4.2 電能質(zhì)量監測儀表APM系列

4.3 有源諧波治理/有源無(wú)功補償系統/混合動(dòng)態(tài)諧波無(wú)功補償系統

新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響是多方面的，包括電壓、頻率、諧波等方面。為了緩解這些影響，電力系統需要采取一系列技術(shù)和管理措施，增強電網(wǎng)靈活性、改進(jìn)控制策略、加強監測與預測、增加無(wú)功補償和完善標準與規范。通過(guò)這些措施的實(shí)施，可以在提高新能源發(fā)電利用率的同時(shí)，保證電網(wǎng)穩定、可靠運行，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的持續健康發(fā)展。