新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質量的影響安科瑞電能質量解決措施

安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

一、引言

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

二、新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質量的影響

1. 對電網(wǎng)電壓的影響

新能源發(fā)電設備（如風力發(fā)電機、太陽能光伏板）的輸出功率受自然條件（如風速、光照）的顯著影響，具有間歇性和波動性。這種不穩(wěn)定性會導致并入電網(wǎng)的電能數(shù)量不穩(wěn)定，進而影響電網(wǎng)的頻率和電壓穩(wěn)定。當新能源發(fā)電并網(wǎng)規(guī)模增大時，其功率波動性對電網(wǎng)電壓的影響更加明顯，原有調壓方案往往無法滿足實際運行要求，可能導致饋線后端節(jié)點的電壓越限。

2. 對電網(wǎng)頻率的影響

新能源發(fā)電的接入點通常位于配電網(wǎng)末端，大規(guī)模接入可能會引發(fā)電網(wǎng)頻率波動。當新能源發(fā)電量在電網(wǎng)中的占比逐漸增大時，這種頻率波動現(xiàn)象尤為顯著，直接影響電能質量。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)電電功率預測進行電網(wǎng)運行調度，以減輕頻率波動對電網(wǎng)的影響。

3. 對電網(wǎng)諧波的影響

新能源發(fā)電設備中廣泛使用電力電子變換器來調節(jié)輸出，這些變換器會產(chǎn)生非線性電流，向電網(wǎng)注入諧波。諧波污染不僅會增加電力線路的附加損耗，還會影響其他用電設備的正常運行，甚至導致電容器組諧振、自動裝置與繼電保護誤動。光伏發(fā)電站和風電場作為新能源并網(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源。

4. 孤島效應與功率因數(shù)下降

當電網(wǎng)故障時，如果新能源發(fā)電系統(tǒng)仍繼續(xù)向局部電網(wǎng)供電，可能會形成孤島，對維修人員和電網(wǎng)恢復造成安全威脅。此外，新能源發(fā)電設備可能無法提供足夠的無功功率支持，導致電網(wǎng)的功率因數(shù)下降，增加了輸電損耗，進一步影響電網(wǎng)的整體電能質量。

三、解決措施

1. 增強電網(wǎng)靈活性

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

2. 改進控制策略

利用先進的控制算法優(yōu)化新能源發(fā)電的并網(wǎng)過程，減少對電網(wǎng)的沖擊。通過精確預測新能源發(fā)電量，提前調度和平衡電網(wǎng)，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行。此外，還應加強對新能源發(fā)電設備的監(jiān)控和維護，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。

3. 加強監(jiān)測與預測

使用大數(shù)據(jù)和人工智能技術預測新能源發(fā)電量，提高預測精度和實時性。通過安裝電能質量監(jiān)測裝置和監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理電能質量問題。同時，建立電能質量數(shù)據(jù)中心平臺，為電網(wǎng)運行和管理提供數(shù)據(jù)支持。

4. 增加無功補償

安裝適當?shù)臒o功補償裝置，維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。動態(tài)無功補償裝置可以快速調節(jié)無功功率，穩(wěn)定接入點電壓；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)諧波問題。

5. 完善標準與規(guī)范

制定和執(zhí)行更嚴格的并網(wǎng)標準，確保新能源發(fā)電系統(tǒng)的電能質量符合要求。通過規(guī)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(wěn)定運行。

四、安科瑞相關產(chǎn)品

4.1電能質量在線監(jiān)測裝置

APView500

APView400

電能質量在線監(jiān)測裝置 安裝現(xiàn)場照片：

4.2 電能質量監(jiān)測儀表APM系列

4.3 有源諧波治理/有源無功補償系統(tǒng)/混合動態(tài)諧波無功補償系統(tǒng)

結論

新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質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(tǒng)需要采取一系列技術和管理措施，增強電網(wǎng)靈活性、改進控制策略、加強監(jiān)測與預測、增加無功補償和完善標準與規(guī)范。通過這些措施的實施，可以在提高新能源發(fā)電利用率的同時，保證電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠運行，推動新能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

審核編輯 黃宇