摘要：目前，我国新能源发电并网对电网电能质量有一定影响，对电力系统正常运行构成严重威胁。因此，为确保新能源并网发电能促进我国电力系统稳定发展，有关部门工作人员应不断提高相关技术标准，为人们提供安全稳定的电力资源。
关键词：新能源;并网发电;电网电能质量;影响
随着经济的发展，人们在提高生活水平的同时对电能质量提出了更高要求，这也是我国电力行业面临的一大挑战。我国电力行业虽然采用了新能源并网系统，但在各种因素影响下，其会对电网电能质量产生负面影响。基于此，本文讨论了新能源发电并网对电网电能质量的影响。
一、新能源发电的出现
新能源又称非常规能源，是指传统能源以外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究和有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、核聚变能等。新能源的出现也标志着社会进入一个新时代。创新是这个时代对人才的要求，新能源的定义是打破传统，用更环保的“新”一代能源取代传统能源地位，这一概念符合当今社会强调的可持续发展主题。
二、新能源并网发电类型和特点
1、类型。新能源是未来人类发展的重要能源，不仅具有清洁、环保性能，而且可回收利用。目前，人们开发利用的新能源包括风能、太阳能、核能、潮汐能等，其中风能、太阳能和潮汐能是不稳定能源，这些能源在自然条件影响下会有一定的波动性，这种波动性无规律，导致能源质量无法得到有效控制。
2、特点。新能源在环保和解决传统能源短缺问题方面效果明显，但与传统能源相比，新能源具有一定的间歇性。以风能和太阳能为例，相关发电社会以风能及太阳能为主要运行能源，导致对风能与太阳能的巨大需求，在一些特殊季节或天气，光或风的缺乏会导致发电设备无法满负荷运行，大量电能无法输出到公共电网。
三、新能源发电并网对电网电能质量的影响
1、间歇性与波动性发电。在新能源发电并网中，将风力发电作为新能源发电并网的案例进行分析。由于风的不稳定及间歇特性，发电站产生的电能也出现了间歇性及不稳定特点。这类电能很难控制，并在控制这些电能时产生的电流冲击会导致电能频率的偏差或电网闪变。为有效避开电网中的瞬间障碍，当风电厂通过低压时，需将电压控制在较低范围内。只有不断提高电网对电量的接纳力，将电网电量调峰提高到合理数值范围，才能保证电网稳定运行。在新能源发电并网中，动态无功功率及功率调整对并网至关重要。无功消耗在并网发电中较常见，因此无功补偿功能在新能源并网发电系统中的应用也很普遍。
2、影响谐波。新能源发电引起的谐波问题主要有两种，以风力发电为例，一种是风力发电机本身产生的波动引起的，另一种是直接连接到电网的恒速发电机产生的波动引起的。与恒速发电机相比，变速发电机在电网中的应用更为广泛，因变速发电机所受制环境少，能产生更大经济效益。然而，变速发电机通过整流器及逆变器连接到电网，若这些电子设备在频率切换时出现波动，这将给整个电网设备带来严重损害。另外，风力发电机并联补偿电容器可能与整个线路发生谐振，对电网系统造成一定损害。因在实际运行中，整个并网系统需进行相应的平衡，这就要求相应的风力发电系统配备合理的补偿措施，但谐波的变化也在一定程度上取决于整个电网的复杂程度，某些电网在极端情况下会产生谐波现象。
3、孤岛现象。孤岛现象是指当电网失压时，并网风力发电及光伏发电系统仍向部分失压电网供电，并与当地负载相连，形成独立运行状态。在这种情况下，孤岛内电压及频率几乎不受电网控制影响，但当电压与频率超过允许值时，会对电力设备造成损坏;若负载容量大于孤岛内逆变器容量，逆变器将过载并烧毁。此外，还对检修人员的安全构成很大威胁;若对孤岛重合闸操作，线路将再次跳闸。因此，必须加强对孤岛现象的检测预防。目前研究的关键技术包括功率预测及储能技术，具备功率预测系统是电网并网的必备技术。
4、对电网频率的影响。在新能源发电站的发电并网中，当电力系统所占发电容量比例增加时，由于新能源发电机组出力的随机性大，电网中的频率会出现异常波动，这种影响将对电力系统本身和用户造成严重后果。将风电场功率波动对电网的影響视为风电场和火电机组转速变化输出功率波动产地函数，建立系统频率评估模型。根据评估结果，当功率波动在0.02～1.0Hz范围内时，对电网影响最大。
5、对馈线稳态电压产生的影响。在电力系统中，一般运用投切电容器和对有载调压变压器分接头改变及调节电压。此外，很少配置其他动态无功调节设备。若新能源发电接入电网占较大比例，新能源发电站功率波动性会使线路与潮流相适应，易发生变化与波动，增加了电网正常运行中电压调节难度，使原有调压方案可能无法完全满足新能源发电站接入后的电网电压要求。
新能源发电站与电网公共连接点电压的稳定变化取决于新能源发电穿透功率、输电线路阻抗和接入电网短路容量。对风电场而言，功率输入对电网电压起着强大的支撑作用。风电场有功功率输出越大，电压支撑越强。风电场无功出力对电网的稳态电压有很大影响。
四、新能源发电并网发展建议
1、协调控制新能源发电储能。随着科技的发展进步，专门从事新能源研究的机构对储能控制进行了一些深入的研究，在储能与大规模新能源联合发电的协调控制方面，设计了以协调控制为辅、分散控制为主的控制模式;也有针对风险约束设计了广域协调调度方法等;此外，新能源并网发电系统将采用部分储能技术，优化风电和光电，提高爬坡率，以适应新能源并网国家标准中风电和光电有功功率的变化规定;甚至一些专业研究人员也考虑了风电、光电等功率波动对储能充放电行为的影响，制定了先进的控制模式来降低频率波动的影响。虽然对新能源并网发电系统做了一些深入研究，但由于经济性和实用性等因素影响，还未大规模推广，但为新能源并网发电提出了新的发展思路。
2、无功电压控制。新能源开发基地应按分区原则加强无功电压控制。无功电压控制系统主要由光伏逆变器等设备组成，能帮助其实现各种功能。人们应协调各无功设备，借助各无功设备的不同功能，确保区域内各节点的电压不超过合理范围，提高区域电力系统的电压安全性。目前，人们应加强对无功电压控制技术的研究。①借助无功电压控制进行功率预测，结合各无功功率设备的不同响应时间，采用各种大容量静态调节设备对新能源电站的无功电压进行调节控制，使系统在暂态下能提供电力并起到支撑作用。②在新能源发电站，借助无功电压控制模式，加强汇集站及升压站的管理，更好地控制电压，发挥升压变压器的制约作用，而无功调节装置能发挥自身作用，保证区域内整体电压的安全稳定。
3、电网调度控制。在优化完善新能源并网关键技术时，要通过科学、系统的电网调度控制，加强新能源并网运行管理，充分利用新能源。分析负责发电计划、实时协调和发电量自动控制的各机组运行情况，通过有效控制，加强各机组运行中的相互配合，以维系区域级电网功率平衡。在此过程中，需将其应用到联络线频率偏差控制技术中。自动发电量控制技术及电压无功率自动控制系统用于向新能源并网系统发出调度指令，并对其有功、无功功率进行监控。
参考文献
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