新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响及应对措施

发表时间：2019-07-24T14:09:55.407Z 来源：《电力设备》2019年第5期 作者： 曹广刚

[导读] 摘要：节能环保、绿色生态是我国可持续发展目标方向，提高我国能源的利用率和可再生资源的使用率将是我国未来新能源的发展方向。

（中电投新疆能源化工集团木垒新能源有限公司 新疆昌吉州 831900）

摘要：节能环保、绿色生态是我国可持续发展目标方向，提高我国能源的利用率和可再生资源的使用率将是我国未来新能源的发展方向。新能源，诸如风能、太阳能等在发电时具有间歇性、波动性等特点，在新能源电场并网后，只有充分进行协调，相互配合，才能保证电网的安全稳定运行。本文对新能源电场并网后对电网安全稳定运行的影响进行了分析，并对其应对措施做出了相应的探讨。 关键词：新能源；电场并网；安全稳定

由于化石能源的开采年限有限，其利用对于气候的变化有着巨大的影响，再加上化石能源的应用对环境污染严重，所以，世界各国都在大力推进新能源的发展。利用新能源发电提高了我国再生资源的利用率，然而，由于我国在新能源的使用上起步较晚，还存在着一定的局限性，在新能源电场并网中，对电网的安全稳定运行还有着一定的影响，需要找出相应的策略进行协调，确保新能源电场并网的安全实行。

一、我国新能源电场并网现状调查

我国新能源中，风资源丰富，主要集中在“三北”地区，而光伏资源主要集中在西北地区，在风电、光伏发电之间呈现出互补的趋势。在新能源转型上，我国要以进入可再生能源为主的可持续发展能源时代为目标。通过调查显示，截至到2017年年底，我国风电和太阳能光伏发电装机容量分别为1.64亿千瓦和1.3亿千瓦，总装机容量达到2.94亿千瓦，已经超过了全球的1/4，约占我国电源总容量的17%。风电和光伏发电量约占总发电量的6%。从数据可以看出，我国对新能源的利用逐步提高。新能源的电场并网，势必会对我国的电力系统带来明显的影响，也会对电网的安全稳定运行带来一定的影响，需要对其进行探讨，确保电场并网的稳定性以及优化性。 二、新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响

新能源所包含的内容多样，本文所讨论的主要是风电、光伏等新能源。虽然我国风电、光伏等新能源行业的发展迅速，但是由于其间歇性强、波动性大，在并网过程中遇到了新的挑战。

2.1.新能源的不可控性影响了新能源电场并网的安全性

在电力系统中，发电和用电同步完成，用户需要用多少电量，发电厂将会按照用户的需求发多少电。如果发电端与大电网的节奏不一致，将会导致各种问题的出现。传统的发电过程中，能够对发电量进行调节，当需求量大时多发电，需求量小时少发电，能够与大电网端保持一致。然而在新能源发电中，对新能源不能够自主的控制，例如风能发电中，对风力的大小我们无法掌握；而在光伏发电中，对光照的要求我们也无法把控，导致在新能源电场并网上的安全性受到影响。因此，利用新能源发电与大电网端的步调很多时候不会一致，在用电量和发电量上很难保持平衡，保证不了电网的安全稳定运行。 2.2.新能源并网容易引起电压波动与闪变、电网频率偏差等现象

新能源发电具有波动性，以风力为例，风的速度不受人力的影响，想对它的大小进行控制几乎是不可能的，这样一来，风力发电机在输出功率上将极不稳定。再以光伏发电来说，其输出功率受温度影响较大，也极易出现波动现象。当具有波动性的新能源并入电网后，电网将会受到极大的电流冲击，从而引起电压波动与闪变、电网频率偏差等问题。 2.3.新能源并网容易引起谐波的产生

新能源发电过程中，有可能带来谐波的危害。以风力发电为例，在风力发电并网过程中，无论是恒速风力发电机还是变速风力发电机，都会在并网过程中产生一定的谐波，从而降低系统容量，加速设备的老化，从而危害电网的安全稳定运行。 三、新能源电场并网对电网安全稳定运行影响因素的应对措施

针对新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响因素，要采用先进的并网技术，积极研究解决策略，为电网的安全稳定运行做出保障。

3.1.新能源虚拟同步发电机技术的应用

针对风电、光伏发电大规模并网安全性差的问题，我国发明了新能源虚拟同步发电机技术。此技术不需要对电网进行大规模改造，经济实惠，实用性强。新能源虚拟同步发电机技术的应用，有效地控制了新能源的特性，使新能源的发电量与大电网发电量保持一致，主动支撑电网频率、电压波动，确保了电网的安全稳定运行。

3.2.对新能源并网引起的电压波动与闪变、电网频率偏差等问题的措施

为了解决新能源并网引起电压波动与闪变、电网频率偏差等问题，在并网设备的应用上，要选择具有规定技术指标的新能源接入设备。电网方面，要具有足够的调峰容量以及电量容纳能力来接收电力。此外，电网的电压跌落，容易增加转子侧的电流，因此，为了能够避免突然升高的电网直流侧电，在新能源并网后，要对风电场的管理措施进行相应的改动，实行实时监测制度，随时监测风电接入点的电能质量，对于风电场内接入点的短路容量要及时进行加大处理，从而来控制新能源接入电网而带来的电压波动与闪变、电网频率偏差等问题，使得电网运行稳定。

3.3.对新能源并网引起的谐波应对措施

基于新能源并网过程中谐波的产生，在风电场中，恒速发电机组或变速发电机组的连接不要过于集中，过于集中的发电机组在作业时容易引起局部谐波电压过高，因此，在风电场上，要采用不同类型的发电机进行混合装配，以此来减少谐波的产生。另外，在风电场上，要配置合适的有源电力滤波器，降低电网中的谐波含量，以此来确保电网的安全稳定运行。 四、总结

综上所述，新能源包含风电能、太阳能、海洋能等多种能源，利用新能源进行发电，减少了污染物的排放，保护了大气环境，再加上新能源的可再生性，在全球范围广泛被使用。然而，在新能源电场并网过程中的问题，影响了电网的安全稳定运行，因此，在我国新能源并网的过程中，要对我国的并网技术、并网方式进行强化，运用高科技技术手段，在对新能源的控制上更进一步，实现智能化控制，确保新能源电场并网时电网保持稳定运行状态。

参考文献

[1]和大壮.风电并网对系统暂态稳定性影响研究[D].华北水利水电大学,2018. [2]高延涛.大规模风电并网对电压稳定的影响研究[D].青岛大学,2018.