新能源發電并網對電網電能質量的影響及解決辦法

安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

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一、引言

隨著全球對環境保護和可持續發展的重視，新能源發電（如風能、太陽能）在電力系統中的占比日益增加。然而，新能源發電并網對電網電能質量的影響也逐漸凸顯，成為電力行業亟待解決的問題。本文將從多個角度分析新能源發電并網對電網電能質量的影響，并提出相應的解決措施。

二、新能源發電并網對電網電能質量的影響

新能源發電設備（如風力發電機、太陽能光伏板）的輸出功率受自然條件（如風速、光照）的顯著影響，具有間歇性和波動性。這種不穩定性會導致并入電網的電能數量不穩定，進而影響電網的頻率和電壓穩定。當新能源發電并網規模增大時，其功率波動性對電網電壓的影響更加明顯，原有調壓方案往往無法滿足實際運行要求，可能導致饋線后端節點的電壓越限。

新能源發電的接入點通常位于配電網末端，大規模接入可能會引發電網頻率波動。當新能源發電量在電網中的占比逐漸增大時，這種頻率波動現象尤為顯著，直接影響電能質量。新能源發電的間歇性使得電網運行調度難度增加，必須結合新能源發電電功率預測進行電網運行調度，以減輕頻率波動對電網的影響。

新能源發電設備中廣泛使用電力電子變換器來調節輸出，這些變換器會產生非線性電流，向電網注入諧波。諧波污染不僅會增加電力線路的附加損耗，還會影響其他用電設備的正常運行，甚至導致電容器組諧振、自動裝置與繼電保護誤動。光伏發電站和風電場作為新能源并網的主要形式，其電力電子裝置和并聯補償電容器是諧波的主要來源。

當電網故障時，如果新能源發電系統仍繼續向局部電網供電，可能會形成孤島，對維修人員和電網恢復造成安全威脅。此外，新能源發電設備可能無法提供足夠的無功功率支持，導致電網的功率因數下降，增加了輸電損耗，進一步影響電網的整體電能質量。

三、解決措施

通過儲能系統、需求側管理和智能電網技術提高電網的響應速度和適應能力。儲能系統可以在新能源發電不足時提供電能支持，減輕電網負荷壓力；需求側管理可以調整用戶用電行為，降低電網峰谷差；智能電網技術則能實時監控電網狀態，快速響應各種突發情況。

利用先進的控制算法優化新能源發電的并網過程，減少對電網的沖擊。通過精確預測新能源發電量，提前調度和平衡電網，確保電網穩定運行。此外，還應加強對新能源發電設備的監控和維護，及時發現并處理潛在問題。

使用大數據和人工智能技術預測新能源發電量，提高預測精度和實時性。通過安裝電能質量監測裝置和監測系統，實時監測電網運行狀態，及時發現并處理電能質量問題。同時，建立電能質量數據中心平臺，為電網運行和管理提供數據支持。

安裝適當的無功補償裝置，維持電網電壓穩定。動態無功補償裝置可以快速調節無功功率，穩定接入點電壓；多脈沖換流器和電力濾波器則可以有效吸收諧波電流，改善電網諧波問題。

制定和執行更嚴格的并網標準，確保新能源發電系統的電能質量符合要求。通過規范新能源發電設備的接入和管理，減少其對電網的不利影響，保障電網穩定運行。

四、安科瑞相關產品

4.1電能質量在線監測裝置

APView500

APView400

電能質量在線監測裝置 安裝現場照片：

4.2 電能質量監測儀表APM系列

4.3 有源諧波治理/有源無功補償系統/混合動態諧波無功補償系統

新能源發電并網對電網電能質量的影響是多方面的，包括電壓、頻率、諧波等方面。為了緩解這些影響，電力系統需要采取一系列技術和管理措施，增強電網靈活性、改進控制策略、加強監測與預測、增加無功補償和完善標準與規范。通過這些措施的實施，可以在提高新能源發電利用率的同時，保證電網穩定、可靠運行，推動新能源產業的持續健康發展。