新能源发电并网对电网电能质量的影响分析

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1、现代电能质量分析与控制新能源发电并网对电网电能质量的影响分析以及由此产生的新的待研究的问题风力发电和光伏发电等分布式发电技术已成为最具开发潜力的可再生能源发电技术。为保证可再生能源的最大利用率，并网新能源发电系统都采用适当控制策略尽可能保证有功功率的最大输出，由于风电场风速(或光伏电站光照强度)动态波动变化，新能源并网发电站的输出功率存在较大随机波动，间歇性的功率波动将对大电网的电能质量造成不利影响。通常新能源发电系统大部分采用电力电子装置实并网，电力电子装置产生的电压电流谐波也是不可避免的，甚至电网不对称故障产生的负序电压以及电

2、网自身的电压谐波，与新能源发电站变流器相互作用，将导致变流器产生附加谐波电流。当大电网具有足够的备用容量和调节能力，一般不必考虑新能源发电站功率波动引起的频率偏差，而主要考虑功率波动引起的电压波动和闪变。一旦新能源发电站所接入电网的有功调节能力不足，则决定新能源发电站穿透功率极限的主要因素是电网频率波动和稳定性。一、目前大规模风电、光伏发电等新能源发电并网存在的主要问题新能源发电站的接入对于电网电能质量将产生较大影响，有必要研究新能源发电站引起的电能质量问题，以保证并网新能源发电系统的可靠和稳定运行。新能源发电的目的是增加电力系统

3、的电量，减少电力系统对一次能源的消耗。新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点，目前，在电网接纳能力不足的情况下，大规模新能源发电并网会给电力系统带来一些不利影响，电网必须控制接入容量在可控范围内，以最大限度地减小不利影响，存在的主要问题也有很多，主要总结如下几点。1.1间歇性和波动性发电特点风力发电是通过风能转变为电能实现发电，因此风力发电与水电、火电等常规电源相比，其发电能力由风的大小、强弱而定，必然具有风的随机性、波动性和不可控性的特点。太阳能发电是将太阳能转变为电能，由于天气及地球运动原因，同样具有上述的特点。风力发

4、电和光伏发电受天气影响均具有间歇性和波动性特点，并网电量随机波动较大、可调节性差，并网时会产生较大的冲击电流，从而会引起电网频率偏差、电压波动与闪变，引起馈线中的潮流发生变化，进而影响稳态电压分布和无功特性，使电网的不可控性和调峰容量余度增大，如果电网中没有足够的调峰容量，就会使电力系统的安全稳定性受到影响。如果风电机组不具备低电压穿越性能，风电场并网点电压跌落时，极易引发电网瞬时故障，影响电网安全运行。这些问题的严重程度与接入点电网的电压等级、短路容量、联网设备及其控制方法、电源的类型及其并网容量等密切相关。因此，除并网风电和光

5、伏发电系统应具备一定的并网技术性能外，还必须要求电网具备足够的调峰容量和接纳能力。同时要求并网发电系统配置有功功率调整和动态无功功率调整控制功能，还需要配置一定的无功补偿，以补偿场（站）内的无功损耗。1.2、注入电网的谐波由于并网风力发电和光伏发电系统均配有电力电子装置，会产生一定的谐波和直流分量。谐波电流注入电力系统后，会引起电网电压畸变，影响电能质量，还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作，影响电力系统安全运行。所以，需配置滤波装置、静止或动态无功补偿装置等，以抑制注入电网的谐波含量。1.3、孤岛现象孤岛现象是当电网失压时，

6、并网风力发电和光伏发电系统仍保持对失压电网中的某一部分供电的状态，并与本地负载连接形成独立运行状态。这时，孤岛中的电压和频率不受电网控制，如果电压和频率超出允许的范围，可能会对用户设备造成损坏；如果负载容量大于孤岛中逆变器容量，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。同时，会对检修人员造成危险；如果对孤岛进行重合闸操作，会导致该线路再次跳闸。由此可见，对孤岛现象的检测和预防是十分重要的，这也是目前并网风力发电和光伏发电系统急需解决的关键技术之一。目前研究的重点技术包括功率预测和储能技术，具备功率预测系统是并网的必备技术。1.4、并网标准

7、目前，我国还没有统一的关于新能源发电的并网标准，现有的多是关于大中型并网系统的技术规定，相关并网和检测技术标准、系统检测和认证体系等都还在逐渐完善中。事实上，目前关于大中型新能源发电并网对电力系统安全稳定性、电能质量、电网调度和运行等的影响因素，以及电网接纳能力等方面的技术问题尚没有确切定论，对接入系统的有功/无功控制能力、电能质量及低电压穿越能力等的检测手段也不完善，包括对控制器、逆变器、输配电设备、双向计量设备及系统安全性方面的检测。随着大中型新能源并网系统的发展，对电网的接纳能力、电量调度运行、配套政策等方面会提出新的要求。

8、二、光伏发电系统并网电能质量测试数据分析太阳能是可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需开采和运输，是清洁无污染的能源。太阳能光发电是指不通过热过程直接将太阳的光能转换成电能的太阳能发电方式，可分为光伏发电、光感应发电、光化学发电、光生物发电。