電能質量讓新能源并網有了保護傘
2022-05-27
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1、背景
隨著“30-60碳達峰-碳中和”戰略的提出，必將加快推動風電、太陽能發電等新能源的跨越式發展，高比例可再生能源對電力系統靈活調節能力將提出更高要求，為了實現2030年碳達峰目標，可再生能源裝機將超過火電裝機，從補充能源變為主力能源，基本實現新增電力來自新能源。
2、新能源并網對電力系統電能質量的影響
以風電、光伏、生物質、余熱、燃料電池等可再生能源發電為手段的多能并網成為實現目標不可或缺的方式；電氣化鐵路、城市軌道交通建設的加速，新能源汽車充電樁的大規模使用和各種新型電子設備的出現，由此產生了一系列新的電能質量問題，也放大了一些以往的電能質量問題。
新能源并網對電力系統電能質量的影響具體表現以下幾個方面：
（1）新能源發電對電網頻率的影響
我們知道電力系統的頻率會影響電能的總體質量，新能源的發電是具有隨機性的，所以在新能源并網后，會引起電力系統中的電網頻率波動，它一旦出現大浮動的波動就會就會影響電能質量，比如風力發電，通過運用定理來看風電場功率的變動去分析，把分析到的答案轉換成相應的函數，再通過函數模型建立相應的評估模型，這樣可以獲得電力系統的頻率范圍，在這個評估模型中，可以通過電網的起伏頻率來對相關的現象進行具體分析，所以我們在新能源并網后要對電網頻率進行實時監控、監測。
（2）新能源發電對諧波的影響
新能源并網不僅對電壓、頻率會帶來影響，還會對諧波帶來影響。在并網的應用過程中，會存在一些問題，比如并網光伏逆變器的控制，會受光線、燈光等因素的影響，這會加大電力系統對諧波的影響。諧波電流影響電網運行的穩定，影響人們的正常生活。當電能質量無法達到電力系統運行的要求，致使對電力系統造成安全隱患，甚至有時候會引起電力系統的解列運行，所以我們可以為了避免類似事情發生，我們可以安裝類似江陰和源HYPQM6000系列電能質量在線監測裝置，避免諧波出現。
（3）新能源并網造成電網電壓偏差的影響
近年來，太陽能發電得到了廣泛的應用和推廣。然而，大陽能光伏發電容易受季節，日照和溫度的影響。晴天和陰天在光照、溫度等方面存在一定差異，因此光伏發電系統的發電能力也不同，導致輸出功率和電壓波動幅度較大。風力發電受風速、風向、風密度等方面的影響，導致風電機組的運行功率受到影響，造成電壓閃變和波動。風力發電廠一般建在風能資源豐富的地區。同時，新能源發電設備在啟停過程中的輸出功單將出現較大波動，新能源容易受到外界因素的影響，導致輸出電壓的變化。如果并網，新能源所占比重比較大，將進一步提高調壓難度，目前，電力系統采用開關電容器和LTC分接開關進行調壓。然而，新能源并網后。這種傳統的電壓調節方式已經不能滿足電力系統運行的安全性。
（4）新能源發電對電網動態穩定的影響
在現在電力系統運行過程中，難免會出現一些不可抗力的因素，通常都是在電網失壓的情況下發生的，當大電網失壓以后，并網風力發電和光伏發電會對電網中的某一部分繼續供電，并與本地負載形成連接，達到一個新的供需平衡狀態，形成孤網運行。此時，孤網中的電壓和頻率不受大電網影響，得不到大電網的調整支持，當負荷側負載發生變化或是發電側輸出功率發生變化，都會導致孤網供需失衡，使得孤網的電壓和頻率容易發生波動，如果波動范圍超過了允許的安全范圍，將嚴重影響設備的安全。當供大于需時，電壓和頻率會超出允許的范圍，可能會對用戶的設備造成損壞。當供小于需時，會使逆變器過載，可能會燒毀逆變器。因此，在新能源并入電網前，電力調度須進行嚴格把關、審核，對于風力發電系統和光伏發電系統，具備功率預測功能，是必備的準入條件之一。
3、結束語
綜合需求側的能源發展，新能源并網將會是電能質量治理產業的一個長期增長點，廣泛的加裝電能質量在線監測裝置，同時對治理設備合理有序，因地制宜的加裝將對我國能源戰略產生重要意義。
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