安科瑞(ruì) 劉邁

　　摘(zhāi)要：分析新能源發電(diàn)趨勢，從電(diàn)網電壓，電(diàn)網(wǎng)頻率(shuài)，電(diàn)網諧波等(děng)方麵出發(fā)，闡述新能源發電(diàn)並網(wǎng)對(duì)電網電能(néng)質(zhì)量(liáng)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)，電(diàn)網電能(néng)質(zhì)量(liáng)下(xià)降(jiàng)的危害及(jí)其(qí)處理措(cuò)施。

　　關鍵詞(cí)：新能源(yuán)發電(diàn)；並(bìng)網(wǎng)；電(diàn)能質量

　　0引言

　　當前(qián)，社會(huì)經濟發展對能源資源需(xū)求(qiú)不斷增加，為(wéi)減(jiǎn)少對傳(chuán)統化石能源的(dí)依(yī)賴，在(zài)新能(néng)源(yuán)研究(jiū)推廣方(fāng)麵(miàn)投(tóu)入(rù)了大(dà)量資金，並取得(dé)了(liǎo)一(yī)定的成效(xiào)。目前(qián)，我國新(xīn)能(néng)源(yuán)發(fā)電並(bìng)網規模(mó)持續(xù)擴(kuò)大，由(yóu)此也(yě)暴(bào)露(lòu)了一些問題，如新(xīn)能(néng)源發電(diàn)並(bìng)網占(zhān)比增(zēng)大後，電網運行(háng)穩定性受到(dào)影響(xiǎng)，電(diàn)能質(zhì)量下(xià)降(jiàng)，如何(hé)解(jiě)決(jué)此類問(wèn)題(tí)直(zhí)接關係(xì)到新(xīn)能源(yuán)發電(diàn)技術(shù)的未來(lái)進一(yī)步(bù)推廣(guǎng)運(yùn)用(yòng)。

　　1新能源(yuán)的(dí)發電狀況

　　根據新統計數據顯示，我(wǒ)國新(xīn)能源(yuán)發(fā)電(diàn)一直(zhí)保持平穩增長(cháng)，截至2019年(nián)年底(dǐ)，我(wǒ)國新(xīn)能(néng)源發電(diàn)裝機(jī)容量4.1×108kW。預(yù)計(jì)2030年，2050年(nián)我國(guó)新能(néng)源裝(zhuāng)機將分別達到1.15×109kW，2.80×109kW，占(zhān)全國(guó)電(diàn)源(yuán)總裝(zhuāng)機的比重提(tí)升至40%，53%。2019年(nián)我國(guó)三(sān)北地區（華(huá)北，東(dōng)北(běi)，西北(běi)）風電裝機容量1.27×108kW；8個(gè)省(shěng)級電(diàn)力公司經(jīng)營區風(fēng)電裝(zhuāng)機均超過1×107kW，依次為(wéi)新疆(jiāng)，冀(jì)北，甘肅，山東，山(shān)西，寧(níng)夏(xià)，蒙東，江蘇。三(sān)北地區太陽能(néng)發(fā)電累計裝機容量(liáng)為1.03×108kW；8個(gè)省（自治區）太陽(yáng)能發電裝(zhuāng)機超(chāo)過1×107kW，依次(cì)為山東(dōng)，江蘇(sū)，浙江，安徽，青海(hǎi)，河南，新(xīn)疆，山西。

　　近(jìn)些年(nián)，我國(guó)新(xīn)能源(yuán)消(xiāo)納(nà)水平(píng)不(bù)斷提高，但是新能源發(fā)電(diàn)並網也存在(zài)一(yī)些問題需要解決(jué)，如：新(xīn)能源(yuán)發電(diàn)出(chū)力(lì)不(bù)穩(wěn)，隨(suí)機波動(dòng)，給(gěi)電(diàn)網(wǎng)規劃(huá)建設(shè)，運行管(guǎn)理帶(dài)來了巨大(dà)的壓力。結合實踐(jiàn)分析可知，新能(néng)源(yuán)發(fā)電並網(wǎng)對(duì)電(diàn)網(wǎng)電(diàn)能質量(liáng)必將差(chà)生巨(jù)大影響，對此(cǐ)必須(xū)加(jiā)強(qiáng)相關研究，提出可靠(kào)的(dí)處理方案，在(zài)不斷(duàn)提高(gāo)新能源(yuán)發(fā)電利用率的同事，保證電網(wǎng)穩定，可靠運(yùn)行。

　　2 新(xīn)能(néng)源發(fā)電(diàn)並(bìng)網(wǎng)對(duì)電網電能質(zhì)量的(dí)影響

　　2.1對(duì)電(diàn)網電壓的影(yǐng)響(xiǎng)

　　饋(kuì)綫穩(wěn)態電(diàn)壓。當前(qián)我(wǒ)國電(diàn)力(lì)係統(tǒng)主要是采用投(tóu)切(qiē)電容(róng)器(qì)，改(gǎi)變(biàn)有載(zǎi)調(tiáo)壓(yā)變壓器分接頭的方(fāng)式實(shí)現(xiàn)調壓。新能(néng)源發(fā)電並(bìng)網規(guī)模增大後，其(qí)功率(shuài)波(bō)動(dòng)性影(yǐng)響變大，造(zào)成整個電(diàn)網電壓(yā)調節難度增(zēng)大，原有調(tiáo)壓(yā)方案(àn)往往(wǎng)無(wú)法滿足(zú)電網實(shí)際運行要(yào)求。如(rú)圖1所示即為新能(néng)源發(fā)電(diàn)並網前後饋(kuì)綫電(diàn)壓的變化(huà)情(qíng)況，由圖分析(xī)可知，並(bìng)網後饋(kuì)綫後端節點的電壓(yā)將越(yuè)限(xiàn)，對(duì)此必(bì)須(xū)要(yào)根據(jù)並網情況合(hé)理改(gǎi)進調(tiáo)壓(yā)方案。

　　（2）電壓(yā)波動，閃變。新能源電站(zhàn)輸(shū)出功率(shuài)波動，是影(yǐng)響(xiǎng)電(diàn)壓波(bō)動，閃(shǎn)變(biàn)的(dí)直(zhí)接(jiē)因素(sù)。如風速(sù)變(biàn)化影(yǐng)響風(fēng)電(diàn)場(cháng)輸出功率，需(xū)根據實際情(qíng)況合理(lǐ)選(xuǎn)用變(biàn)速(sù)風(fēng)電機組，恒(héng)速風電機組，減(jiǎn)小電(diàn)壓(yā)瞬(shùn)變(biàn)；光(guāng)照(zhào)強(qiáng)度(dù)，溫度(dù)波動變化，也(yě)會(huì)導致電站輸出功(gōng)率出現變(biàn)化。當(dāng)新(xīn)能(néng)源(yuán)發(fā)電(diàn)並網(wǎng)的電網(wǎng)短(duǎn)路容(róng)量大，則表明區(qū)域(yù)電(diàn)網堅強(qiáng)，相(xiāng)應(yīng)的(dí)並(bìng)網(wǎng)後(hòu)引發(fā)的(dí)電壓(yā)波(bō)動(dòng)，閃變(biàn)均較小，若(ruò)是(shì)電(diàn)網(wǎng)較為(wéi)薄弱(ruò)，必須(xū)合理(lǐ)規劃並網點，電(diàn)壓等(děng)級(jí)。

圖1新(xīn)能(néng)源發(fā)電(diàn)並網(wǎng)前後(hòu)饋(kuì)綫(xiàn)電壓

　　2.2對電網(wǎng)頻(pín)率的影(yǐng)響(xiǎng)

　　如圖2所(suǒ)示(shì)，當新(xīn)能源在電網(wǎng)中(zhōng)占比較小時，對電網頻率(shuài)影(yǐng)響較小，而隨著(zhuó)新(xīn)能(néng)源(yuán)發(fā)電(diàn)量在電網占(zhān)比(bǐ)的(dí)增大，容(róng)易造成(chéng)電網內頻率波(bō)動，直(zhí)接影(yǐng)響電能質量(liáng)。對(duì)此，必須(xū)加強新能源發電(diàn)出力波(bō)動(dòng)性，間(jiān)歇性分析，將電網運行調(tiáo)度與新(xīn)能源發(fā)電電功率(shuài)預(yù)測相結合(hé)。

圖2新能(néng)源(yuán)發(fā)電(diàn)穿透功(gōng)率較小(xiǎo)時電(diàn)網頻率變化

　　2.3對電(diàn)網諧波的(dí)影(yǐng)響

　　我(wǒ)國(guó)新能源並(bìng)網(wǎng)主(zhǔ)要(yào)以光伏(fú)發電(diàn)站(zhàn)，風電場為主(zhǔ)，其(qí)在諧波方(fāng)麵的(dí)影(yǐng)響如(rú)下：（1）並(bìng)網光伏(fú)電站運行時，光(guāng)照(zhào)變(biàn)化(huà)會(huì)導(dǎo)致(zhì)光伏電站(zhàn)輸出功率(shuài)出現波(bō)動間歇變化，引發諧波汙染。（2）風電(diàn)場並網(wǎng)諧波主要(yào)來源機組電力電(diàn)子裝(zhuāng)置，風電場(cháng)並(bìng)聯補償電容器與綫(xiàn)路電(diàn)抗諧振作用(yòng)。

　　3電網(wǎng)電能質量下降的(dí)危害與處理措施(shī)

　　大量新(xīn)能(néng)源發電並網(wǎng)極易(yì)導(dǎo)致(zhì)電(diàn)網(wǎng)電(diàn)能質(zhì)量(liáng)下(xià)降(jiàng)，采(cǎi)取合理的處(chǔ)理(lǐ)措(cuò)施(shī)具有重要(yào)意(yì)義，為我國新(xīn)能(néng)源(yuán)電(diàn)力發展奠(diàn)定堅(jiān)實的基礎(chǔ)。

　　3.1電網電(diàn)能質(zhì)量下(xià)降的(dí)危害

　　電網(wǎng)電能質量下(xià)降的(dí)危(wēi)害主要(yào)表(biǎo)現在(zài)以下(xià)幾(jī)個(gè)方(fāng)麵(miàn)：（1）電壓(yā)暫(zàn)降(jiàng)，偏(piān)差：電網運行中電壓暫降，偏差情況的出現(xiàn)，極(jí)易導(dǎo)致一些(xiē)設(shè)備無法正常(cháng)運(yùn)行(háng)，如：自(zì)動化控(kòng)製(zhì)裝(zhuāng)置誤(wù)動(dòng)，係統失靈(líng)等，甚至出現(xiàn)長時間(jiān)無(wú)法正(zhèng)常(cháng)工作的情況(kuàng)，引發(fā)嚴(yán)重的後果。（2）電壓(yā)波(bō)動(dòng)，閃變(biàn)：常見問(wèn)題有燈(dēng)光(guāng)閃(shǎn)爍(shuò)，電(diàn)視(shì)機(jī)亮度(dù)頻(pín)繁變化(huà)，生產(chǎn)綫無(wú)法正常(cháng)工作等(děng)。（3）諧波：諧波(bō)汙染對電網(wǎng)的危害大，包括(kuò)：電力綫路(lù)附(fù)加損耗，諧(xié)波影響(xiǎng)設備(bèi)運(yùn)行(háng)，電容(róng)器組(zǔ)諧(xié)振(zhèn)，自動(dòng)裝置(zhì)與繼電(diàn)保護誤動(dòng)。

　　3.2電能(néng)質量的(dí)處理措(cuò)施

　　針(zhēn)對(duì)上述問題可(kě)知，新能源(yuán)發(fā)電並(bìng)網(wǎng)對電(diàn)網電(diàn)能(néng)質量的(dí)影響較大，為保證我(wǒ)國新(xīn)能(néng)源產業持(chí)續穩(wěn)步發(fā)展，必(bì)須要(yào)采取(qǔ)以下(xià)處(chǔ)理措施：（1）安(ān)裝電能質量調(tiáo)節裝(zhuāng)置(zhì)。在(zài)電(diàn)網運(yùn)行(háng)中，改(gǎi)善電能質量常見的方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是(shì)安(ān)裝動態無(wú)功補(bǔ)償(cháng)裝(zhuāng)置，快速調節(jié)無功功(gōng)率，保(bǎo)證電(diàn)網電(diàn)壓穩定(dìng)。動(dòng)態(tài)無(wú)功補償(cháng)器的主要安(ān)裝位置(zhì)為(wéi)新能源出(chū)口(kǒu)低(dī)壓側，根據接入點(diǎn)電壓(yā)偏差量控(kòng)製所(suǒ)補(bǔ)償的無功(gōng)，穩(wěn)定(dìng)接(jiē)入(rù)點電(diàn)壓。針(zhēn)對(duì)新能源(yuán)並(bìng)網(wǎng)導(dǎo)致(zhì)的諧波問題，可(kě)安(ān)裝多脈(mài)衝(chōng)換流(liú)器，電(diàn)力濾(lǜ)波器(qì)，有(yǒu)效吸(xī)收諧波電流(liú)，保證(zhèng)電(diàn)網穩定運(yùn)行。其中，光(guāng)伏(fú)電站並網，可采用多功能(néng)逆變器，使得光(guāng)伏(fú)電站逆(nì)變器(qì)兼(jiān)具(jù)濾波(bō)功能；風力發電場，可(kě)在(zài)諧(xié)波水平較高母(mǔ)綫上(shàng)安裝靜止(zhǐ)無功補償器，綜合(hé)濾除諧波(bō)。（2）采用超級(jí)電容(róng)器(qì)改善電(diàn)能質(zhì)量(liáng)。超級(jí)電容器(qì)作(zuò)為(wéi)一(yī)種儲(chǔ)能裝置，可有效控製電(diàn)網有(yǒu)功，無功(gōng)功(gōng)率，改(gǎi)善電(diàn)網(wǎng)電(diàn)能質(zhì)量(liáng)。從(cóng)超級(jí)電容(róng)器(qì)自身性能分析(xī)來看，其(qí)功(gōng)率(shuài)密(mì)度(dù)高(gāo)，充(chōng)電(diàn)速(sù)度快(kuài)，可有(yǒu)效(xiào)解(jiě)決瞬(shùn)時(shí)停(tíng)電(diàn)，電(diàn)壓暫降/驟升等問(wèn)題，平滑電壓波(bō)動。

　　此(cǐ)外，為(wéi)應對未(wèi)來(lái)新能源發電並網規模(mó)的持續擴(kuò)大(dà)，應(yīng)從(cóng)電網結(jié)構入手(shǒu)，通過改善電(diàn)網(wǎng)結(jié)構，合理選用(yòng)綫(xiàn)路電抗/電阻之(zhī)比(bǐ)，有(yǒu)效(xiào)抑製(zhì)並(bìng)網(wǎng)引發(fā)的(dí)電壓(yā)波動，閃變(biàn)問題；同時新能源技(jì)術方麵(miàn)，還需不斷(duàn)革新，切實減少(shǎo)機組啟停次數(shù)，減小(xiǎo)輸(shū)出(chū)功率變化情(qíng)況，切實保證電網(wǎng)係(xì)統(tǒng)的(dí)穩定(dìng)運(yùn)行。

　　4安科瑞產品選(xuǎn)型

　　5結(jié)束(shù)語

　　新(xīn)能源(yuán)發(fā)電(diàn)技術(shù)具有清潔(jié)，可再生(shēng)的特(tè)點(diǎn)，但(dàn)是其並網(wǎng)後對(duì)電(diàn)網(wǎng)電能(néng)質量(liáng)存在較大的(dí)不利影響(xiǎng)，輕(qīng)則導致(zhì)供電(diàn)質(zhì)量(liáng)下(xià)降(jiàng)，重(zhòng)則(zé)直接導致(zhì)相關(guān)生產工作無法(fǎ)正(zhèng)常開啟(qǐ)。對此，必(bì)須(xū)要明(míng)確新能(néng)源發電並網對(duì)電網電壓(yā)，頻率(shuài)，諧波等方麵的(dí)影(yǐng)響情況(kuàng)，並(bìng)采取針對性(xìng)處(chǔ)理(lǐ)措施，保證(zhèng)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)穩定(dìng)運(yùn)行(háng)。

　　參考文獻(xiàn)

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