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光电、风电并网对电网有何影响?

  时间:  2019-7-13    点击:22116
在新能源特征和分布情况的影响下,新能源在发电的过程中依旧存在不稳定性和间断性等无法控制的情况,而这样的电网接入形式必定会对电网系统的稳定性和安全性带来较大的负面影响,对电能质量的影响较为突出。
由于我国对新能源发电的技术研究发展较晚,且具有一定的局限性,因此造成我国在利用新能源发电时缺乏稳定性,主要表现在较强间断性、波动性和随机性,并且新能源发电的控制技术有很大难度。现阶段,电网接纳的能力尚且不足,很难大规模的去接纳新能源所产生的发电量,主要表现在以下几个方面:
(1)波动性与间断性发电的影响
对于风力发电来说,风力发电机的输出功率与风速的大小有关。由于风的能量与风速的立方成正比,而自然界的风速是极不稳定的,要想人为控制风力大小是很难实现的,导致风力发电机的输出功率变化很大。对于光伏发电来说,光伏方阵的输出功率与光照的强度有关,因此受天气和气温的影响较大,和风力发电一样易出现波动。大量的易波动的风力发电和光伏发电并入到传统的电网中,会导致电网受到巨大的电流冲击,造成电网频率偏差、电压波动与闪变这些问题。比如当风电场的电压出现下降情况时,如果风电机组不具备低电压穿越能力,很容易出现瞬间故障的情况。因此,为了避免这些情况的发生,首先要求并入电网的新能源设备具备规定的并网技术性能,其次需要电网具备足够的调峰容量以及电量接纳能力。其中新能源发电系统装置中最不可缺少的是有功功率调整和动态无功功率调整功能。此外,风电场和光伏电站站内容易出现无功损耗,因此,新能源发电系统配置应用的功能中还需要配置无功补偿功能。
(2)谐波的影响
新能源发电系统中,可能给电网带来谐波的途径主要有两种。以风力发电系统为例,一种是风力发电机本身配备的电力电子装置会带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风力发电机,在软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连,会产生一定的谐波。对于变速风力发电机,是通过整流和逆变装置接入电网系统,如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内,则会产生很严重的谐波问题;另一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振。为了对无功功率进行就地平衡,风力发电系统需配置并联补偿装置,但由于谐波在不断变化,加之电网的复杂性,在某些条件下可能会引起谐波放大,甚至系统谐振。
因此,在风电场中,应尽量避免单一的变速或恒速风电机组集中连接,这样会在局部造成过高的谐波电压,应采用不同类型的风机混合配置。其次是电力系统应该对滤波装置进行适当的配置,将电网中的谐波含量降低,在抑制谐波的同时合理使用动态或者静止无功补偿装置。
(3)孤网的影响
当大电网失压以后,并网风力发电和光伏发电会对电网中的某一部分继续供电,并与本地负载形成连接,达到一个新的供需平衡状态,形成孤网运行。此时,孤网中的电压和频率不受大电网控制,得不到大电网的调整支持,当负荷侧负载发生变化或是发电侧输出功率发生变化,都会导致孤网供需失衡,使得孤网的电压和频率容易发生波动,如果波动范围超过了允许的安全范围,将严重影响设备的安全。当供大于需时,电压和频率会超出允许的范围,可能会对用户的设备造成损坏。当供小于需时,会使逆变器过载,可能会烧毁逆变器。因此,在新能源并入电网前,电力调度必须进行严格把关、审核,对于风力发电系统和光伏发电系统,具备功率预测功能,是必备的准入条件之一。
(4)并网标准不统一的影响
新能源的分布范围较广,但是分布不够均匀,我们国家暂时还难以实现一个比较统一的新能源发电并网标准。按照我国现在的技术发展现状,只能统一那些大型并网系统的技术标准,却没有统一其检测技术,并且在系统检测当中存在着一定的缺陷,因此应该继续进一步完善系统的认证。



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