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新能源发电并网对电力系统电能质量有哪些影响?

来源:智能电力网 时间:2020-11-11 16:52:55 发布信息

1、新能源并网造成电网电压偏差

      近年来,太阳能发电已经广泛应用和推广。但是太阳能光伏发电容易受到季节、太阳光照及温度等方面的影响。晴天和阴天的光照、温度等方面存在一定的差异,那么光伏发电系统的发电量也有所不同,导致光伏发电系统输出的功率变化比较大,引起电压变化大。风力发电受到风速等方面的影响,导致风力发电机的运行功率受到影响,从而造成电压闪变和波动。一般在风力资源比较丰富的地区建立风力发电厂。同时,新能源发电设备在启动、关闭环节,输出功率也会出现较大的波动。新能源容易受到外界因素的影响,导致输出电压的变化。如果并网以后,新能源电源的比例比较大,则进一步提高了电压调节难度。目前,电力系统采用投切电容器和LTC调压分接头进行调压,但是新能源并网以后,这种传统的调压方式已经无法满足电力系统运行的安全性。GB/T12326—2008《电能质量电压波动和闪变》中对电网出现的波动性负荷产生的电压变动值、变动幅度、电压等级等作出了详细的规定,具体如表1所示。

表1 电压波动限值

电压波动限值

2、新能源并网导致电网出现谐波

      分布式电源接入到配电网时,需要大量的并网逆变器。这些逆变器采用脉宽调制控制方式,在并网时会产生大量的电流谐波。太阳能光伏发电设备和风力发电设备在运行过程中,受到光照强度、太阳照射角度、物体阴影以及风速等方面的影响,输出功率会发生一定的变化,从而导致大量的谐波。造成并网风力发电机组电网谐波出现的主要因素包括两个方面:一方面是风力发电机组并联补充的电容器和线路阻抗发生谐振产生谐波;另外一方面是风力发电机组内部安装了大量的电子设备,这些电子设备在运行过程中可能产生一定谐波。


3、新能源并网导致电网出现信息孤岛问题

      新能源并网后,太阳能光伏发电机组和风力发电机组向配电网提供电能,因此需要将新能源发电系统和本地电网电源连接在一起,让配电网达到一个新的平衡状态,确保电网独立运行。由于新能源发电系统是功率比较小的独立电源,且不属于同一个设备生产商,所以无法实现数据信息共享。新能源系统并不受到电网调控。如果配电网提供的电能大于居民实际需求,则造成配电网空载运行,可能造成严重的浪费。如果配电网提供的电能远远小于居民的实际需求,则导致电网的负荷增大,一旦超过电网负荷的限值,逆变器的温度会迅速升高,容易发生逆变器起火,将威胁到居民用电安全。


4、对电能频率的影响

      电能频率稳定是衡量电网安全平稳运行的一个重要指标。民用和工业用电有不同的频率要求,是居民正常用电和安全生产的保障。频率异常在电网的实际应用中并不多见,在发电机容量较低时,对电能频率的影响较小。但是,在新能源机组大规模并网后,新能源的发电量比例大幅增加,电网中会出现频率的变化,给电网的安全使用带来隐患。以目前最广泛使用的风力发电举例,风电厂功率波动符合某一函数关系,很小的频率改变都会对电网造成冲击。如果机组穿透率为18%,那么最大频率偏差会接近极限值。要想尽可能减少新能源发电机组发电对电网的冲击,又要提高使用新能源发电的比重,必须重视风力发电和光伏发电本身的间歇性问题,合理调整,降低其对电网的不良影响。

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