电能质量让新能源并网有了保护伞
2022-05-27
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1、背景
随着“30-60碳达峰-碳中和”战略的提出，必将加快推动风电、太阳能发电等新能源的跨越式发展，高比例可再生能源对电力系统灵活调节能力将提出更高要求，为了实现2030年碳达峰目标，可再生能源装机将超过火电装机，从补充能源变为主力能源，基本实现新增电力来自新能源。
2、新能源并网对电力系统电能质量的影响
以风电、光伏、生物质、余热、燃料电池等可再生能源发电为手段的多能并网成为实现目标不可或缺的方式；电气化铁路、城市轨道交通建设的加速，新能源汽车充电桩的大规模使用和各种新型电子设备的出现，由此产生了一系列新的电能质量问题，也放大了一些以往的电能质量问题。
新能源并网对电力系统电能质量的影响具体表现以下几个方面：
（1）新能源发电对电网频率的影响
我们知道电力系统的频率会影响电能的总体质量，新能源的发电是具有随机性的，所以在新能源并网后，会引起电力系统中的电网频率波动，它一旦出现大浮动的波动就会就会影响电能质量，比如风力发电，通过运用定理来看风电场功率的变动去分析，把分析到的答案转换成相应的函数，再通过函数模型建立相应的评估模型，这样可以获得电力系统的频率范围，在这个评估模型中，可以通过电网的起伏频率来对相关的现象进行具体分析，所以我们在新能源并网后要对电网频率进行实时监控、监测。
（2）新能源发电对谐波的影响
新能源并网不仅对电压、频率会带来影响，还会对谐波带来影响。在并网的应用过程中，会存在一些问题，比如并网光伏逆变器的控制，会受光线、灯光等因素的影响，这会加大电力系统对谐波的影响。谐波电流影响电网运行的稳定，影响人们的正常生活。当电能质量无法达到电力系统运行的要求，致使对电力系统造成安全隐患，甚至有时候会引起电力系统的解列运行，所以我们可以为了避免类似事情发生，我们可以安装类似江阴和源HYPQM6000系列电能质量在线监测装置，避免谐波出现。
（3）新能源并网造成电网电压偏差的影响
近年来，太阳能发电得到了广泛的应用和推广。然而，大阳能光伏发电容易受季节，日照和温度的影响。晴天和阴天在光照、温度等方面存在一定差异，因此光伏发电系统的发电能力也不同，导致输出功率和电压波动幅度较大。风力发电受风速、风向、风密度等方面的影响，导致风电机组的运行功率受到影响，造成电压闪变和波动。风力发电厂一般建在风能资源丰富的地区。同时，新能源发电设备在启停过程中的输出功单将出现较大波动，新能源容易受到外界因素的影响，导致输出电压的变化。如果并网，新能源所占比重比较大，将进一步提高调压难度，目前，电力系统采用开关电容器和LTC分接开关进行调压。然而，新能源并网后。这种传统的电压调节方式已经不能满足电力系统运行的安全性。
（4）新能源发电对电网动态稳定的影响
在现在电力系统运行过程中，难免会出现一些不可抗力的因素，通常都是在电网失压的情况下发生的，当大电网失压以后，并网风力发电和光伏发电会对电网中的某一部分继续供电，并与本地负载形成连接，达到一个新的供需平衡状态，形成孤网运行。此时，孤网中的电压和频率不受大电网影响，得不到大电网的调整支持，当负荷侧负载发生变化或是发电侧输出功率发生变化，都会导致孤网供需失衡，使得孤网的电压和频率容易发生波动，如果波动范围超过了允许的安全范围，将严重影响设备的安全。当供大于需时，电压和频率会超出允许的范围，可能会对用户的设备造成损坏。当供小于需时，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。因此，在新能源并入电网前，电力调度须进行严格把关、审核，对于风力发电系统和光伏发电系统，具备功率预测功能，是必备的准入条件之一。
3、结束语
综合需求侧的能源发展，新能源并网将会是电能质量治理产业的一个长期增长点，广泛的加装电能质量在线监测装置，同时对治理设备合理有序，因地制宜的加装将对我国能源战略产生重要意义。
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