关键词：新能源；并网；电能质量
引言
新能源指基于新科技手段开发利用可再生能源物质，实现可持续发展，减少对环境的破坏，目前可以开发利用的新能源有：风能、太阳能、潮汐能、生物质能、地热能、洋流能等。此外，新能源还包括甲醇、酒精、沼气和氢能等，目前已经被广泛使用的传统燃料，通常被称为常规能源。19~20世纪，随着各国工业的快速发展，常规能源得到广泛的使用，随之而来的环境污染问题也越来越严重。当下，新能源在各行业的发展及应用已成为应对日益严重的环境污染问题的有效技术手段。太阳每年辐射至地球的能量值非常大，然而太阳能分布比较分散，导致太阳能的利用效率非常低。风能主要是空气流动产生的，自然界的风力资源丰富，但是分布不均匀，难以收集利用，如果对风能的能量转换及储能技术加以改善，风能的利用效率将会大大的提升。海洋能主要是由波浪、海水的温差以及潮汐等现象产生的，海水蕴含的能力非常大，由于开发技术有限，目前依旧处于小规模开发阶段。地热能主要是由陆地深处岩石和水体的热含量释放产生的，全球陆地面积分布广泛，地热能资源丰富，如果采取相应的科学措施，对地热能加以开发利用，其商业价值非常巨大。研究新能源开发技术，大力发展应用新能源，已成为解决世界能源问题的有利途径。
1光伏发电系统概述
谐波问题是光伏发电并网引起的其中一个电能质量问题。由于光伏发电系统包含逆变器等控制系统，当控制系统运行时会向系统提供谐波电流。谐波电流大小与输出功率有关，也就是与光照量大小有关。在正常状态下，谐波干扰的程度取决于变流器装置的结构及其滤波装置状况，同时与电网的短路容量有关。
2新能源并网对电力系统电能质量的影响
2.1新能源并网对于馈线稳态电压影响
电网中通常都是利用投切电容器以及变动LTC的调压分接头进行电压调节的，除此之外，极少会配备其它动态无功调整装置。如果电网中所接入的新能源系统占比较大，则新能源电力系统功率的波动性会使得线路负载潮流极易产生较大波动，从而增加了电网稳定运行时电压的调节难度，致使原有调压措施可能无法达到新能源并网后电网系统对电压的需求。如图1为新能源系统未并网时其配电馈线节点1~13电压都处于限定范围之内，此刻变电系统有载调压变压器的分接头处在+4档；而在新能源电力系统并入变电站的低压侧后，因流经主变的功率降低，此时如果分接头未降低档位依然处在+5档，那么馈线的后端节点电压会越过限定值。由此可见，根据原有调压方式可能会造成用户侧的电压降低，所以在新能源系统并网发电时，对传统调压策略进行优化和改进非常必要。
2.2波动性与间歇性
分布式能源电力系统在应用过程中会存在波动性与间歇性问题，比如风力与光伏在进行供电时就会出现这两种特性。分布式能源电力系统在并网之后，电量波动的幅度就会变大，可调节能力变差。且并网之后容易引起一定的冲击电流，不仅会对电网频率、电压波动造成影响，使电网频率变差，电压出现闪变，还会对馈线中的潮流造成影响，从而使电压分布的稳定性出现问题。由此可见，分布式能源电力系统并网之后，其电网控制就会容易出现问题，从而增大了调峰的容量。
2.3新能源并网对馈线稳态电压的影响
因新能源发电受外界因素影响，输出电压变化较大，输出功率变化也较大，并网后当新能源容量占比较大时，便提高了电网运行电压调节的难度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而现有电力系统一般都是通过投切电容器和LTC调压分接头来调节电压，这样的配置不能满足并网后电网安全运行对电压值的变化要求。新能源并网后，不科学合理的电网调压方式会导致输出电压值的下降，导致用电电能质量的降低。所以要保证并网后电力系统正常稳定运行，必须针对新能源并网对电网的影响，考虑优化电力系统的调压方式。
2.4新能源接入对谐波影响
新能源接入电网，主要有风电场与光伏发电站接入电网两种形式，对光伏电站来说，在接入电网后，因受逆变器IGBT物理特性及其本身的脉宽调节控制特点影响，光伏电站并网运行中会引起相应的电流、电压谐波，同时由于光照强度改变（如浮云阴影影响、自然光强度改变、物体阴影影响等），使得光伏系统输出功率发生间歇性波动改变，再加上不对称光照等，都将造成谐波被污染。对风电系统来说，在其接入电网后它的谐波主要来自于：风电机组自身所配置电力电子设备会产生谐波；风电机组并联补偿电容器和线路电抗产生谐振而造成谐波。全功率变速变频风电系统，它的电流谐波值主要由调制形式与开关频率所决定，针对定开关频率调制，会在其开关频率及其倍频附近出现峰值谐波，而变开关频率调制，则会产生很宽的整次谐波与间谐波频带。
3优化新能源发电并网策略
3.1电压控制分析
由于将分布式能源电力并网应用于电力系统之后会对电压的稳定性能造成影响，因此电力企业需要对电压进行控制。电力企业应该对并网点电压运行范围进行规范化，确保当并网点电压偏差出现波动时，电力系统还能够正常供电。比如风电能源电力系统中，电压应该控制在额定电压的90%之内，从而确保其具备一定的低电压穿越能力。在进行电压调节时，可以选择调节无功功率来实现。通过无功功率对电力系统电压进行自动调节，从而确保电力系统高压侧母线电压或者功率因数维持在一定的范围之内。
3.2完善技术标准与规范
新能源具有环保和可再生的优点，近年来得到了广泛应用。新能源发电涉及的技术领域比较多，新能源发电并网则更为复杂，所以在实际应用中还存在一些问题。要不断加强对新能源发电并网的研究，不断完善新能源发电并网的技术标准，针对新能源并网中存在的问题进行攻关，减少并网对电力系统电能质量带来的不良影响。同时认真学习研究电力信息通信技术等先进技术，做好电力系统的智能化管理，及时监测并网对电网运行的影响，从而不断优化新能源并网技术，减少谐波、电压波动等对电力系统的危害，确保新能源发电行业可持续发展。
3.3加强对电能质量的控制
通过前面就新能源发电对电力系统的影响进行综合分析，建议针对影响电能质量的主要因素，对电力系统进行优化。一是电压闪变和波动方面，通过在电路中加装有源电力滤波器，来平衡并网的电压波动，通过加装动态电压恢复器，提高电网稳定性。二是减少谐波影响，通过加装静止无功补偿器，减少谐波干扰。
结语
经过专业计算可知，20MWp光伏电站容量较小，谐波含量相对较小，引起的电压波动较小，引起的负序电压不平衡度及逆变器输出电流中的直流分量低于规程规定值。新能源并网，不但未给电力带来电能质量方面的困扰，而且实现能源供应的多元化是有益的，对改善电力系统结构、对当地经济发展都具有积极作用。
参考文献
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论文作者: 王志强
论文发表刊物:《中国电业》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/7
标签：新能源论文; 电压论文; 谐波论文; 电网论文; 电力系统论文; 电能论文; 地热能论文; 《中国电业》2019年第20期论文;