（山西元工电力工程设计有限公司山西省太原市030009）
摘要：以风电、太阳能、生物质能为首的新能源是我国能源发展战略的重要内容和组成部分，是中国未来能源结构的基石，因此本文主要是对新能源并网对电力系统电能质量的影响进行分析，在此基础上提出下文内容。
关键词：新能源；并网；电力系统；电能质量；分析
1导言
在电网系统中接入新能源，会对电能质量带来很大影响，因此，必须对新能源并网造成的电能质量情况加强研究，以确保新能源接入后电网系统运行的稳定性、可靠性。当前，新能源主要形式为光伏和风能，因光伏电力系统的光照强度及风电系统风速始终处于动态变化之中，这使得新能源在接入后其输出功率会产生一定的随机性波动，且此大功率的波动会对电网系统造成冲击，重点会对频率与电压产生影响。
2新能源接入对电压偏差的影响
2.1新能源并网对于馈线稳态电压影响
电网中通常都是利用投切电容器以及改变有载调压变压器（LTC）的分接头调压调节电压。除此之外，极少会配备其它动态无功调整装置。如果电网中所接入的新能源系统占比较大，则新能源电力系统功率的波动性会使得线路负载潮流极易产生较大波动，从而增加了电网稳定运行时电压的调节难度，致使原有调压措施可能无法达到新能源并网后电网系统对电压的需求。由此可见，根据原有调压方式可能会造成用户侧的电压降低，所以在新能源系统并网发电时，对传统调压策略进行优化和改进非常必要。
2.2新能源并网对电压闪变和波动的影响
电网系统的电压闪变与波动，是因为新能源电力系统机组的停止和开启、出力随着一次能源的波动改变、投切发电系统补偿电容器等引起。新能源波动的输出功率是造成电网系统电压闪变与波动的主要因素。风速改变是风电系统输出功率出现波动的原因，且风速湍流强度和电压的闪变、波动为正比例关系。在风电恒速定桨距机组切换时引起的电压闪变与波动比在运行持续过程中引起的电压闪变与波动要大，但对恒速变桨距机组来说正好相反。风电系统中，通过对变速恒频机组可平稳功率波动，从而有效降低波动功率引起的电压闪变与波动，因在高风速地区与低风速地区采取的控制措施不同，使得机组运行时的出力会在不同的风速区间有着不同的特性，进而造成低风速地区风电场也会出现较大闪变。当在高风速地区时，恒速风电机组通过选择失速控制方式也能降低电压的闪变。光伏电站输出功率会随着温度、光照等发生波动改变，一般来说，新能源发电系统接入电网的短路容量值越高，则说明此配电系统越为坚强，因波动功率和启停造成的公共连入点电压闪变波动情况则越少。
3光伏电站概况及其接入方案简介
该光伏发电项目，总规划装机容量20MWp，并网发电系统分20个子系统，单子系统装机容量1MWp。每个子系统连接一座1.25MVA箱式升压变压器，该单元接线将逆变组件输出电压升至35kV；经集电后，通过一回35kV线路接入电网。结合装机容量、周边电网及消纳能力、潮流、短路等综合计算结果，考虑电网网架结构以及方案的可实施性，接入系统方案考虑采用35kV电压等级接入海音11kV站35kV母线。
4光伏电站接入对电网电能质量的影响
4.1研究条件
4.1.1计算工具
采用中国电力科学研究院电力系统研究所“PSD电力系统分析软件工具（PSDPowerTools）”软件包中的重要计算仿真工具———中国版BPA潮流程序，中国版BPA暂态稳定程序作为本次研究中稳态分析和暂态分析的主要计算分析工具。
4.1.2计算水平年
计算水平年为2020年，计算网络和负荷采用2020年电网规划数据。
4.1.3负荷模型及发电机模型
一是电网火力发电机模型采用考虑励磁系统和调速器系统的详细模型；认识负荷模型为40%恒阻抗+60%感应马达模型。
4.2光伏电站产生的谐波对电网影响
4.2.1光伏发电系统概述
谐波问题是光伏发电并网引起的其中一个电能质量问题。由于光伏发电系统包含逆变器等控制系统，当控制系统运行时会向系统提供谐波电流。谐波电流大小与输出功率有关，也就是与光照量大小有关。在正常状态下，谐波干扰的程度取决于变流器装置的结构及其滤波装置状况，同时与电网的短路容量有关。
4.2.2光伏电站谐波计算
一是逆变器类型：特变电工TBEA-GC-500kTL型逆变器。二是逆变器输出电流谐波满足标准的要求。根据20MWp光伏电站具体数据，依据BPA软件计算。光伏电场以一回35kV线路接入海音35kV母线，公共连接点谐波电压畸变和注入公共连接点各次谐波电流均在允许值范围之内。
4.3电压波动计算
按照GB12326—2008《电能质量电压波动和闪变》中规定了由波动性负荷产生的电压变动限值和变动频度、电压等级的关系。运行方式：全省均匀开停机，电网正常接线方式。考虑光伏电站输出功率从零到满发的变化过程中，在光伏电场升压变低压侧未投入无功补偿和投入无功补偿的情况下，光伏电场接入点母线电压随光伏电场输出功率的变化曲线。从上面变化曲线可知光伏电场升压变低压侧在未投入无功补偿和投入无功补偿时，光伏电场接入35kV母线电压的波动为0.7%，未超过电压变动限值。稳态电压波动比较，光伏电场低压侧无功补偿后，接入点电压随光伏电场输出功率的变化而引起的电压波动都能满足规程要求，且波动值相对较小。
4.4电压不平衡度分析
根据业主提供的资料，20MWp光伏电站引起的负序电压不平衡度不超过0.22%，低于《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中规定的“公共连接点的负序电压不平衡度应不超过2%，短时不超过4%；其中光伏电站引起的负序电压不平衡度应不超过1.3%，短时不超过2.6%”。
4.5直流分量分析
根据业主提供的资料，20MWp光伏电站逆变器输出电流中的直流分量小于交流额定值的0.5%。与《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中规定的“光伏电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不超过其交流额定值的0.5%”要求相当，建议加强监测。
4.6其他要求
20MWp光伏电站还满足《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中对光伏电站功率控制和电压调节、电网异常时的响应特性安全与保护等方面的要求。
5结论
经过专业计算可知，20MWp光伏电站容量较小，谐波含量相对较小，引起的电压波动较小，引起的负序电压不平衡度及逆变器输出电流中的直流分量低于规程规定值。新能源并网，不但未给电力带来电能质量方面的困扰，而且实现能源供应的多元化是有益的，对改善电力系统结构、对当地经济发展都具有积极作用。
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