新能源发电并网对电网电能质量的影响研究王心

新能源发电并网对电网电能质量的影响研究王心

(唐山供电公司河北唐山063000)

摘要:通常新能源发电系统大部分采用电力电子装置实并网,电力电子装置产生的电压电流谐波也是不可避免的,甚至电网不对称故障产生的负序电压以及电网自身的电压谐波,与新能源发电站变流器相互作用,将导致变流器产生附加谐波电流。当大电网具有足够的备用容量和调节能力,一般不必考虑新能源发电站功率波动引起的频率偏差,而主要考虑功率波动引起的电压波动和闪变。一旦新能源发电站所接入电网的有功调节能力不足,则决定新能源发电站穿透功率极限的主要因素是电网频率波动和稳定性。

关键词:新能源;发电;并网;电能质量;分析

1导言

随着社会经济的发展,人们的生活水平逐渐提升,对电的需求量越来越大,这样就给我国电力供应系统带来了较大的压力尽管一些新的能源不断地涌现出来,但是新能源发电并网对电能和电网也会带来一定的影响因此,对这方面进行研究是有关部门及工作人员应该重视起来的工作。

2对新能源发电并网系统的简单介绍

2.1对风力发电技术的介绍

在发电过程中,将风能转化为电能的过程就是风力发电所使用的原理,在风力发电并网的时候,需要发电机所输出的频率要与电网呈现的频率一样主要有恒速恒频发电及变速恒频发电两种形式对于前者来说,其主要是对风力发电机的失速调节,在恒速过程中,是对异步感应发电机的使用对于后者来说,是对电力电子变频器的使用,这样就可以将发电机所输出的频率转化为恒定的电能了

2.2对于太阳能光伏发电技术的介绍

将太阳能转化为电能,就是太阳能光伏发电过程中所使用的原理,在发电过程中其所使用的材料为半导体材料,其可以将太阳能直接的对电能进行转化在太阳能发电过程中,存在着并网发电与独立发电两种形式在具体的工作过程中,这种发电技术是通过2级电力变换器来进行实现的其第1级结构为直流/直流的变换器,其采用Boot升压电路来将发电过程中所输出的电压进行变换,使得光伏电池阵列可以达到最大功率对于第2级变换器来说,其采用的为电压源型逆变器,它可以将直流电转变为交流电来输入到电网中,这种方式可以控制电压的稳定,并且对无功功率进行控制

3在新能源发电并网过程中所采用的一些技术

3.1电力电子技术的使用与其构造

作为新能源发电过程中,电力电子技术是一项核心技术。它可以根据微网的需要,来使用这种技术来制造新的电力电子设备。在新能源发电并网系统中,需要使用的一些静态开关的一些设备,都是通过这种技术来制造的。因此,这种技术对系统正常工作产生很大的影响。在并网逆变器中,其关系到的很多元件都需要使用电力电子变换器来与微网进行连接。这些在工作的过程中存在着速度快、过流能力不高的一些特点。另外在微网系统中,还需要具有一定的控制功能,这些结构都会对微网的工作产生巨大影响。

3.2微网技术的使用及运行控制

在对微网的控制过程,因为其含有许多个微电源,这些种类各异的微电源,所存在的各种特征都是不一样的,但是在电力系统中,所需要的能量是要求平衡的,因此在微网工作过程中,怎样的来使得电压力系统都保持一种稳定的状态,以便于使得微网对电网的冲击做到减小,这都是我们在工作过程中需要进行考虑的问题。需要在微网工作的过程中,会各种部件之间存在的问题进行协调与控制。

3.3对于微网的能量管理

在整个微网当中,其核心组成部分就是高级能量管理,它能够根据市场对于能源的需要来进行相关的控制,其可以对分布式设备及负荷的灵活调度来使得整个系统得到最优化的工作。在微网的使用过程中,其能够自由的与电网之间进行能量的交换,并且其可以在特殊情况发生的时候,能够对非关键的负荷做到牺牲或者是延迟,来使得其能够对需求进行响应,为电力负荷提供一些保障。

3.4对于微网所存在的一些故障的检测与保护

在对微网系统进行保护与控制的过程中,目前通过对DER单元的使用,使得在其与常规的电力系统的故障检测与保护方法上存在着很大的不同,在DER单元的使用过后,除了要对过压及欠压进行保护之外,还需要对分布式电源等功能来要做到相关的保护,并且因为系统与其所连接的DG单元的数量有所不同,因此对于故障电流的级别也会存在着很大的变化,对于原来所使用的继电保护系统来说,就对此起不到全完的保护作用,甚至在使用的过程中会造成对于设备的破坏,因此需要科研人员来进行研制,使得不同于常规形式的保护模式的故障保护及检测系统得以出现。

4新能源发电并网中的不足及对电网电能的影响

4.1间接与波动性发电

风的强弱对风能发电会带来一定的影响,受风力大小影响风力发电会出现波动,对风力的大小进行人为控制是很难的此外,它也有一定随机性特点,所以很难有效的进行控制天气和气温会对太阳能带来影响,和风力发电特征一样,不稳定性和间断性导致不稳定的电量并人到电网中,这样就很难控制其电量,一旦传统的电网中并人了这些难以控制的不稳定电量,就会有强大的电流冲击出现在电网中,造成电网闪变或者电量频率偏差情况出现如风电场电压大幅度下降,就难以穿过低压,这样瞬间故障的情况很容易出现在电网中因此,为了确保电网可以稳定运行,需要提升电量的接纳能力和增强调峰的容量动态无功率调整控制和功率调整功能是并网发电系统装置当中不能缺少的,站内的无功损耗容易出现在并网中,所以,并网发电系统配置应用的功能中就包含着无功补偿的功能

4.2影响谐波

光伏发电系统和风力发电系统当中,电力电子装置是其普遍采用的装置,在对这种装置进行使用时,存在较大的不足,它容易出现直流分量和谐波的情况谐波电流会在很大程度上危害电力系统,谐波电流导致畸形的情况出现在电网电压中,对电能的质量带来消极影响,将一些不安全的因素带给了电力系统,进而导致电力系统的瘫痪,影响人们生产生活的正常进行因此,电力系统应该对滤波装置适当地进行配置,将电网中的谐波含量予以降低,在抑制谐波含量的时候,也可以对动态或者静止无功补偿装置进行合理使用。

5并网技术以后的发展方向研究

就我国现阶段新能源并网影响电网电能质量的情况来看,以后我国并网技术在智能化控制技术、直流输电技术、调动技术、并网方式这四个方面的研发上需进行强化,要将可再生能源的支柱性作用在并网方式中予以发挥,不断完善新能源发电技术,将主要部分视为新能源的并网,并且要对技术方面要进行有效的控制随着不断广泛的应用信息技术的发展,人为控制将逐渐的被智能控制所取代为了将电网系统安全保障有效地提升上来,就要对智能控制技术上进行使用;在输电的技术当中,对大规模的储能技术和支流电输电技术的研发要不断强化,进而将电网系统运行的稳定性和可靠性通过支流输电技术展现出来,这样并网时对电网的损害就会通过大规模的蓄能技术降低与此同时,在对新能源比较多或者新能源相对贫乏地区进行互补调度工作时,调度技术在其中也得到了广泛的应用.

6结论

由于技术水平较低和新能源特性的原因,现阶段新能源并网对我国的电网电能上带来了一定影响,给电力系统的正常运行带来较大的威胁因此,面对这样的情况,有关部门及工作人员需要对有关的标准和技术上不断完善,确保新能源并网能够有效推动我国电力系统的发展,最终将安全稳定的电力资源提供给人们,保证人们的正常生产生活需求。

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