新能源接入对传统电网的影响及应对策略

新能源接入对传统电网的影响及应对策略

岳智强

国网阳泉供电公司 山西省阳泉市 045000

摘要：新能源在开发技术上的成熟促进了新能源商业化的应用。各种新能源渐成规模和并网发电，对传统电网带来了一定的影响。需要采取适宜的应对策略，对传统电网供电调度进行重新规划，提高电网的利用效率。研究新能源接人对传统电网的影响，进行新能源接人对传统电网规划的效能评估，对实现电网的优化设计和调度、提高电网对新能源的使用效率、降低不必要的能量损耗辟重要意义。

关键词：新能源接入；电网调度；电能传输；大数据

引言

在电网系统中接入新能源，会对电能质量带来很大影响，因此，必须对新能源并网造成的电能质量情况加强研究，以确保新能源接入后电网系统运行的稳定性、可靠性。当前，新能源主要形式为光伏和风能，因光伏电力系统的光照强度及风电系统风速始终处于动态变化之中，这使得新能源在接入后其输出功率会产生一定的随机性波动，且此大功率的波动会对电网系统造成冲击，重点会对频率与电压产生影响。同时，新能源电力系统所采用电力电子装置较多，因电力电子属于非线性载荷，所以会引起谐波电流与电压，进而对电能质量造成影响。

1新能源发电的特点以及类型

现阶段，为加深对新能源发电的了解，要对其发电的特点以及类型进行研究分析，从而能够更好地使用新能源进行发电。当前，新能源发电的特点主要包括：首先，新能源发电中的风电与光伏发电是不具有持续稳定性的，这两种新能源发电形式具有波动性，难以作为持久稳定的发电输出源。风电需要根据风速的具体强度以及实际情况不断进行改变，难以保持长久稳定地输出。同时，光伏发电亦是如此，其受光照变化的影响，其输出的强度也是随着一天的光照变化随时改变的。其次，新能源发电中的风力发电以及光伏发电，一个属于正调峰特性，一个属于反调峰特性，即风力发电夜晚输出的量大于白天，而光伏发电则相反。现阶段，在实际利用新能源进行发电的过程中，要充分了解其中的特点，从而能够更好地规划电网，有效地提升新能源发电的利用率。

2新能源发电接入及对电网规划的影响

2.1新能源发电接入及对电网规划的具体影响

电网规划的目的是解决配电网问题，将电网设计能够有效落实转化，从而为下一步配电网的建设提供基础。当前，我国向着可持续发展的道路前进，对于新能源的利用和发展提出了新的要求。新能源发电的接入能够有效降低国家电网对于传统能源的依赖性，从而在能源的可持续发展以及环境的保护方面发挥积极作用。清洁能源发电改善了我国原有的电网规划，更好地促进我国电网的可持续发展。与此同时，新能源发电在接入过程中还存在一定的现实问题，这些问题主要源自技术方面。当前，针对新能源发电的技术难以保障我国巨大的用电需求得到满足，而新能源发电的电网也缺乏稳定的保障。

2.2新能源发电的供电质量标准

当前，在新能源发电的应用过程中，需要对新能源发电的供电质量进行整体的分析，为电网规划提供基础标准。在供电的质量方面，水力发电的供电质量与风力发电的供电质量都能够到达标准，同时，这二者在我国范围内的大部分地区都能够开展建设应用，且供电的质量比较高，虽然在稳定性方面较差，但是也足够部分地区日常的使用。太阳能发电在我国的应用范围更加广泛，太阳能发电的基础设施建设相较于风力发电与水力发电都更为简单，同时，太阳能发电不受季节影响，在发电过程中也能够提供更多的能量，自身所能够输出的供电质量也是三者之间最高的，这是其他两种发电类型所不具有的优势。

2.3新能源接入对频率影响

电网系统在运行时较少出现频率异常状况，对光伏系统来说，当其容量偏小时，即便在投切多个机组时也不致造成电网系统频率的越限。如果新能源系统发电容量在电网发电总量中占比逐渐增加，那么因新能源机组出力的随机性，有可能会引起电网频率的波动，从而对电网系统自身与用户都将带来不好后果。因此，可通过把风电功率的波动对电网系统影响进行等效，产生一个传递函数，即火电机组转速改变和风电系统输出功率的波动传递函数，并基于此构建风电波动功率对电网频率影响评估的模型。通过评估可得当考虑火电机组自动发电控制体系时0.01~1.0Hz功率波动对于大电网影响为最大。低于1.0Hz频段的传递函数幅值较小，这是由于该频段功率的波动会受到火电机组转动惯量的限制。

为研究新能源接入对于小电网的频率影响，可构建火电厂等效单机模型，并通过上述的风电场实际测量功率数据，对不同穿透功率下的电网频率改变情况进行分析。通过分析可得，新能源的大规模并网，应充分依据新能源系统发电出力的间歇性与波动性，并结合电网运行调度估测新能源的发电功率，以确保接入后电网系统可以稳定运行。

2.4新能源并网对电压闪变和波动的影响

电网系统的电压闪变与波动，是因为新能源电力系统机组的停止和开启、出力随着一次能源的波动改变、投切发电系统补偿电容器等引起。新能源波动的输出功率是造成电网系统电压闪变与波动的主要因素。风速改变是风电系统输出功率出现波动的原因，且风速湍流强度和电压的闪变、波动为正比例关系。在风电恒速定桨距机组切换时引起的电压闪变与波动比在运行持续过程中引起的电压闪变与波动要大，但对恒速变桨距机组来说正好相反。

风电系统中，通过对变速恒频机组可平稳功率波动，从而有效降低波动功率引起的电压闪变与波动，因在高风速地区与低风速地区采取的控制措施不同，使得机组运行时的出力会在不同的风速区间有着不同的特性，进而造成低风速地区风电场也会出现较大闪变。当在高风速地区时，恒速风电机组通过选择失速控制方式也能降低电压的闪变。

3新能源并网会产生孤岛问题

孤岛问题的是因为在电网系统降压后，接入的风电机组与光伏电站依旧在向电网供电，从而对降压电网进行持续性供电，因此要充分结合本地连接负荷，确保其单独运行，以防止引起孤岛问题。

孤岛问题会造成电网系统频率、电压等的波动，在频率与电压波动范围超出安全限定值后，将对设备稳定运行造成较大影响。在孤岛事故下，电网会常常发生自动跳闸事故；同时，也可能在负荷容量中产生改变，在容量超出限定范围后，则将在便运器内引起超负载状况，进而造成逆变器的温度大幅升高，然后会引起起火等事故。此刻，逆变器维护检修人员将可能遭受重大伤害，严重时会威胁生命安全，即便再次闭合电路电闸，也将不起作用。因此，孤岛问题不但会严重威胁电网系统的安全运行，并且也将对用户人身安全造成重大隐患。

结语

综上所述，在现阶段新能源发电作为新型发电模式，在实际接入电网的过程中，要对于新能源发电的特性以及当前的实际情况进行分析研究，采取合理的措施将新能源发电有效接入电网，将其负面影响降到最低，充分发挥其积极地影响。同时，在当前新能源发电接入电网规划的过程中，要对当前将不同的新能源发电类型高效率地接入电网规划进行充分研究，从而充分发挥新能源发电在我国生产活动中的重要作用。

参考文献

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