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電能質(zhì)量讓新能源并網(wǎng)有了保護(hù)傘
2022-05-27
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2019
1、背景
隨著“30-60碳達(dá)峰-碳中和”戰(zhàn)略的提出，必將加快推動(dòng)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源的跨越式發(fā)展，高比例可再生能源對(duì)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力將提出更高要求，為了實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo)，可再生能源裝機(jī)將超過(guò)火電裝機(jī)，從補(bǔ)充能源變?yōu)橹髁δ茉?，基本?shí)現(xiàn)新增電力來(lái)自新能源。
2、新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響
以風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)、余熱、燃料電池等可再生能源發(fā)電為手段的多能并網(wǎng)成為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)不可或缺的方式；電氣化鐵路、城市軌道交通建設(shè)的加速，新能源汽車(chē)充電樁的大規(guī)模使用和各種新型電子設(shè)備的出現(xiàn)，由此產(chǎn)生了一系列新的電能質(zhì)量問(wèn)題，也放大了一些以往的電能質(zhì)量問(wèn)題。
新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響具體表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：
（1）新能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)頻率的影響
我們知道電力系統(tǒng)的頻率會(huì)影響電能的總體質(zhì)量，新能源的發(fā)電是具有隨機(jī)性的，所以在新能源并網(wǎng)后，會(huì)引起電力系統(tǒng)中的電網(wǎng)頻率波動(dòng)，它一旦出現(xiàn)大浮動(dòng)的波動(dòng)就會(huì)就會(huì)影響電能質(zhì)量，比如風(fēng)力發(fā)電，通過(guò)運(yùn)用定理來(lái)看風(fēng)電場(chǎng)功率的變動(dòng)去分析，把分析到的答案轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的函數(shù)，再通過(guò)函數(shù)模型建立相應(yīng)的評(píng)估模型，這樣可以獲得電力系統(tǒng)的頻率范圍，在這個(gè)評(píng)估模型中，可以通過(guò)電網(wǎng)的起伏頻率來(lái)對(duì)相關(guān)的現(xiàn)象進(jìn)行具體分析，所以我們?cè)谛履茉床⒕W(wǎng)后要對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)。
（2）新能源發(fā)電對(duì)諧波的影響
新能源并網(wǎng)不僅對(duì)電壓、頻率會(huì)帶來(lái)影響，還會(huì)對(duì)諧波帶來(lái)影響。在并網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)存在一些問(wèn)題，比如并網(wǎng)光伏逆變器的控制，會(huì)受光線(xiàn)、燈光等因素的影響，這會(huì)加大電力系統(tǒng)對(duì)諧波的影響。諧波電流影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定，影響人們的正常生活。當(dāng)電能質(zhì)量無(wú)法達(dá)到電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求，致使對(duì)電力系統(tǒng)造成安全隱患，甚至有時(shí)候會(huì)引起電力系統(tǒng)的解列運(yùn)行，所以我們可以為了避免類(lèi)似事情發(fā)生，我們可以安裝類(lèi)似江陰和源HYPQM6000系列電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，避免諧波出現(xiàn)。
（3）新能源并網(wǎng)造成電網(wǎng)電壓偏差的影響
近年來(lái)，太陽(yáng)能發(fā)電得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。然而，大陽(yáng)能光伏發(fā)電容易受季節(jié)，日照和溫度的影響。晴天和陰天在光照、溫度等方面存在一定差異，因此光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力也不同，導(dǎo)致輸出功率和電壓波動(dòng)幅度較大。風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)密度等方面的影響，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行功率受到影響，造成電壓閃變和波動(dòng)。風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)一般建在風(fēng)能資源豐富的地區(qū)。同時(shí)，新能源發(fā)電設(shè)備在啟停過(guò)程中的輸出功單將出現(xiàn)較大波動(dòng)，新能源容易受到外界因素的影響，導(dǎo)致輸出電壓的變化。如果并網(wǎng)，新能源所占比重比較大，將進(jìn)一步提高調(diào)壓難度，目前，電力系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)電容器和LTC分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)壓。然而，新能源并網(wǎng)后。這種傳統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
（4）新能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的影響
在現(xiàn)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些不可抗力的因素，通常都是在電網(wǎng)失壓的情況下發(fā)生的，當(dāng)大電網(wǎng)失壓以后，并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的某一部分繼續(xù)供電，并與本地負(fù)載形成連接，達(dá)到一個(gè)新的供需平衡狀態(tài)，形成孤網(wǎng)運(yùn)行。此時(shí)，孤網(wǎng)中的電壓和頻率不受大電網(wǎng)影響，得不到大電網(wǎng)的調(diào)整支持，當(dāng)負(fù)荷側(cè)負(fù)載發(fā)生變化或是發(fā)電側(cè)輸出功率發(fā)生變化，都會(huì)導(dǎo)致孤網(wǎng)供需失衡，使得孤網(wǎng)的電壓和頻率容易發(fā)生波動(dòng)，如果波動(dòng)范圍超過(guò)了允許的安全范圍，將嚴(yán)重影響設(shè)備的安全。當(dāng)供大于需時(shí)，電壓和頻率會(huì)超出允許的范圍，可能會(huì)對(duì)用戶(hù)的設(shè)備造成損壞。當(dāng)供小于需時(shí)，會(huì)使逆變器過(guò)載，可能會(huì)燒毀逆變器。因此，在新能源并入電網(wǎng)前，電力調(diào)度須進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)、審核，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)，具備功率預(yù)測(cè)功能，是必備的準(zhǔn)入條件之一。
3、結(jié)束語(yǔ)
綜合需求側(cè)的能源發(fā)展，新能源并網(wǎng)將會(huì)是電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)的一個(gè)長(zhǎng)期增長(zhǎng)點(diǎn)，廣泛的加裝電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)對(duì)治理設(shè)備合理有序，因地制宜的加裝將對(duì)我國(guó)能源戰(zhàn)略產(chǎn)生重要意義。
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