新能源发电并网对电网电能质量影响
摘要
关键词
新能源发电并网;电网电能质量;特征;措施
正文
可再生能源分布式发电系统的技术开发日益成为信息时代具有巨大发展和投资潜力的工业技术项目。其中,风力发电系统、分布式光伏发电装置等能源分布式发电集成技术在快速满足中国居民总体基本用电安全需求方面发挥了非常重要的作用。
1新能源发电并网的特征和类型
1.1新能源并网发电的特点
新能源发电项目对于中国解决国家传统战略中的战略能源稀缺问题,保护中国的生态环境,也具有非常积极、重要和积极的经济意义。然而,与国内传统战略中的传统能源发电模式相比,新能源发展本身具有间歇性的特点。当风能和太阳能资源是我国国民经济中主要的传统发电能源时,发电设备市场对风能和太阳能的巨大需求也非常重要和巨大。然而,在某些特殊天气季节或灾害性天气条件下,照明条件和风力往往会发生显著变化,这将在很大程度上导致发电生产设备无法在满载下保持稳定运行,这也可能意味着发电厂无法生产和释放更多的高质量电源,直接将用户传输到市政公用设施或电网设备,最终也将对整个社会的供电质量产生许多不利影响。
1.2新能源并网发电的类型
随着中国经济社会事业的日益迅速与发展,传统单纯的常规能源直接发电模式给地球人类社会生态环境已造成到了较为严重程度的严重破坏。因此采用新能源技术发电正逐渐开始成为当前新发展的环保产业趋势,能源利用并网分布式发电技术形式也将逐渐被得到广泛了的推广。目前各阶段新能源及并网能源发电模式的发电类型目前主要是有风能余热发电、太阳能风力发电系统以及常规水力发电等。随着科技条件水平的技术不断取得进步,更多新类型新的新能源及发电装置形式等也就会在逐渐发展出现,这些因素都必将对当今人们新的工作水平和未来社会文化进步方向产生出了得十分积极重要深远的影响。
2新能源发电并网对电网电能质量产生的影响
2.1对电网频率的影响
传统上,在系统的实际运行、调度、管理和控制过程中,电网容量出现谐波频率波动甚至异常电压波动的情况相对少见。从光伏并网的监测和分析数据以及相关系统光伏频率的动态变化也可以清楚地看出。即使大型光伏电站的容量波动水平很高,也可以同时允许小型光伏机组正常切换,同时,几乎不可能发现电网频率的变化是有限的。然而,一旦发现该地区的新分布式发电和储能装置的容量预计将由未来的新能源发电站提供,其容量将逐渐趋向于或按比例增加到未来电网地区的新电能总量中,由于地区未来的新能源发电机可提供的出力变化频率变化的趋势这种随机性,就有极大可能的直接会导致在今后地区整个区域电网系统频率会开始逐渐出现很大幅度地波动,由此就可能出现对地区未来地区用电负荷的用户系统或在今后的整个地区系统设备的持续和正常平稳地风运行只会相对产生一种较为低不良程度上的谐波影响。根据相关的实验和测量的数据综合分析并据此重新研究建立计算出的风电功率的频率波动规律以及它对我国整个地区系统频率波影响规律的一个综合分析评估的模型建立后,我们或许还就可以进一步据此分析得出从0.01~至1.0Hz频段间产生的风电功率谐波的频率波动规律对中国整个地方电网系统频率波的频率波动的影响最大。
2.2新能源发电的间歇和波动性对电能质量的影响
根据对我国社会产品大规模生产的实际开发和应用的总结,大多数地区使用的分布式新能源系统或新发电模式或多或少会伴随着其他间接缺陷和一些波动性缺陷。以我国风电光伏太阳能发电改造项目的现状为反例,风能资源及其自身特点表现出周期性、小稳态和明显的季节性特征,这些风电变电站在短时间内必然会产生大量稳定的电能质量,同时,将不可避免地出现一些间接缺陷状态和一系列其他波动状态,这些大型新能源项目将不可避免地对当地风电和太阳能发电项目以及并网建设和改造项目的整体社会质量产生各种严重的负面社会影响,影响当地的电能质量。对于智能电网控制系统这一类大型的分布式新能源电能设备装置来说因其系统运行与控制等管理实现手段的本身就是比较的庞大和复杂的而且其往往还难以保证顺利运行实现,在对其系统控制及运转管理过程的中有时候系统还会产生因谐波产生对大量的电能线路的直接冲击甚至有时会出现电源直接的短路问题导致电网输出的电量频率的分布产生紊乱,进而也容易造成出现的二次谐波负荷供应频率偏差等等问题或者直接导致智能电网系统的电压闪变等故障。
3改善新能源发电并网对电网电能质量影响的措施
3.1统一新能源发电并网标准
根据目前的相关发电实践数据,我们可以进一步了解到,在当前的发展形势下,我国目前的分布式新能源项目风力发电和并网标准不科学、不统一,相关法律法规的详细规定和规定也不完善。有关技术人员对提高整个国家系统运行的可靠性和稳定性,防止新能源汽车并网光伏发电运行造成严重的负面安全影响了解不够,而且目前还不可能做出更科学、客观的科学解释,判断和判断风力发电系统运行的影响,电网的最优调度方案,以及影响中国电网光伏输电项目整体质量和稳定性的各种主要因素,并开始制定各种对策。因此希望相关专业部门组织和运行机构们要及时系统更新完善电网风力驱动发电机组和风电光伏驱动发电逆变器的各相关安全设施,严格有效管理各种逆变器组件和控制器。在电网运行试验过程当中不断地加强相关技术方面知识的跟踪研究及进度,并且能针对各种新能源汽车发电以及并网调试过程中有可能突然出现的各类故障及时提出最科学而有效及时的综合解决措施。
3.2应对波动性和间接性的解决措施
新能源设备和发电设备技术性能的波动性和高度间接性完全由上述所有自然因素和变化规律决定。虽然我国本身无法完全改变上述自然条件,但现在至少我国可以通过一些渐进的改进措施来弥补自身发电和系统设备结构的固有缺陷。首先,我们还需要维护、更新或调试长期以来实现分布式发电并网或发电并网技术应用的各种现有新能源设备,以确保其功能能够更有效地适应电网并满足各种现有发电和并网技术的性能条件。其次,从目前中国乃至全球国家电网行业的发展来看,要注意如何不断努力加强和提高中国电网行业自身系统对高负荷率输电系统峰值能耗和峰值供电的实时自动监测和调节的管理和控制能力,从而全面提高整个国内电网系统对具有高负波动(间接)峰值供需的中国电网的整体负荷峰值接收能力。
4结语
新能源分布式发电装置的运行受到自然因素和外部技术条件的严重限制,这对中国整个电网结构的低压电网频率特性和低谐波状态运行有一系列潜在的极其不利的影响。因此,各地区相关能源管理部门应不断研究和完善相关技术条件,积极弥补制约新能源大规模发电的一系列自然条件。
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