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摘要：近年来，随着能源需求的持续增长，环境问题日益凸显。推行节能减排，发展低碳经济是应对当前气候变暖、雾霆危机的有效措施，也是可持续发展的必由之路。新能源的使用是必然趋势，但是在由于新能源发电具有间歇性和不稳定性等特点，新能源发电系统所发电能并网时将对电力系统的电能质量造成不利的影响。基于此，本文就对新能源接入对电网电能质量的影响的相关内容进行分析和探讨。
关键词：新能源发电；电网电能；质量影响分析
目前，能源短缺问题日益严重，风能、太阳能等可再生能源进入了快速发展阶段，对于国家能源结构调整有着重要的促进作用，新能源接入电网已经成为了推动可再生能源规模化发展的趋势。新能源接入电网的容量不断提高，低压穿越运行的方式也随之增多，新能源电场规模化接入电网，由于其复杂的故障电流特性以及间歇性的运行方式不利于电网的继电保护功能，影响电网的安全稳定运行，因此，新能源接入电网的稳定性问题和稳定控制方法对于提高新能源接入电网电能的质量有重要意义。
1新能源概述
新能源是随着时代发展而利用科技技术等手段研发出的新型能源，与传统的石油能源、煤矿能源等不可再生能源不同的是，研究出的新型能源具有可再生的特性，不仅能够对生活带来更多的帮助，也不需要考虑能源出现枯竭的问题。而在新能源体系中，最主要的便是通过对风能、太阳能、地热能以及潮汐能的研究而诞生的能源，而且随着对能源研究的不断开展，也研究出了众多较为新颖的能源，如：氢能、沼能以及甲醇能源等。合理的使用新能源，能够在生活上为人们提供很多的帮助，也能够有效的取代传统的能源，但是在具体的使用中却需要注意较多的问题，如：管理、储存、使用等，都必须要合理化才能最大限度的发挥新能源的作用。此外，由于新能源具备着可再生的特性，不仅能够准确的替代传统能源来保障居民的日常生活，也能够最大限度的实现国家推出的绿色能源、节能减排的环保策略。
2新能源并网引起的电能质量问题
2.1新能源引起的电网谐波问题
新能源并网发电主要包括风电和光伏发电，风力发电谐波来源主要是风电机组的电力电子元件。恒速风机基本不产生谐波，而现在普遍使用的双馈异步发电机和同步发电机，采用了大容量的电力电子元件，直驱永磁同步发电机组的交直交变频器采用可控PWM整流或不控整流，都使用了大量的电力电子非线性的器件，产生一定的谐波。并网光伏逆变器采用功率开关IGBT及脉宽调制控制方法，并网光伏运行时会产生相应的谐波电压电流，光伏输出功率的间歇变化以及光照不对称都会引起谐波的产生。
2.2新能源引起的电网频率变化
频率若偏离正常范围，对用户、发电厂和系统本身都将造成很大的影响。频率是和电力系统的有功功率有关的，即有功功率直接影响着频率的变化。我们以一个光伏电站的为例来说明频率和有功功率的关系。
图1光伏发电功率较小时频率的变化
由图1可见，在光伏发电输出有功功率较小时，即使多台光伏机组进行投切，电网的频率在允许的50±0.2Hz范围波动，若当新能源的发电容量占电网总容量的比例逐步增大后，由于新能源发电机组出力具有一定的随机性，可导致电网的频率经常波动。
3提升新能源接入对电网电能质量的具体措施
3.1合理的系统设计
新能源安全稳定控制系统是为了保障新能源接入后电力系统在遇到大扰动时的稳定性，实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能，是保持电力系统安全稳定运行的重要设施。必须建立多套的稳定控制装置，经通道配合构成一个安全稳定控制系统，系统可以是主从式单层结构，结构中可设置有一个站为主站，其余的为子站，主站与子站之间通过光纤通道连接。安全稳定控制系统也可以是复合结构，有两个甚至多个主站，每个子站可以支持接收8各主站的通信数据。在系统侧故障时，主机接收到动作信号经就地判据向子站下发远方跳闸命令；主站从机负责数据采集、计算、判别接入间隔的电压判据、频率判据、功率判据，通过2M光纤与本站主机通信，上送采集的数据及判据结果。子站主机负责与主站装置通信、接收主站下发的远跳命令、接收本站从机采集的数据和动作情况；子站从机负责数据采集、计算、判别接入间隔的电压、频率、功率判据，通过2M光纤与本站主机通信，上送采集的数据及判据结果，接收主机下发的远跳命令经就地判据执行跳闸出口，并将动作情况上送主机。远跳装置与子站中的从机装置采用2M专用通道联接，接收子站远跳命令，经各间隔电气量就地判据，跳开与子站间隔对应的小电源侧出线开关。在系统中主站、子站的位置需要根据实际情况确定，主站一般设置在系统侧变电站，子站一般设置在新能源电源侧站点。站间通信采用专用/复用2M光纤，站内主从机间通过2M光纤直连，站间、站内通信均采用HDLC协议。
3.2优化光伏接入布点
想要提升电网运行的质量，优化光伏接入布点也是非常重要的，光伏发电接入电网的末端与联络断面对系统造成的影响是不相同的，在光伏并网的时候会对接入点的电压造成一定的影响，可能会导致电压升高，引起波动。因此要对光伏接入布点进行合理优化，对光伏电站进行布点，并使用微电网模式以及容量优化设计技术，将系统调整到最优状态，光伏接入电网后系统的稳定性才能有保障。
3.3配置无功补偿装置
配置无功补偿装置对于提升光伏接入电网的安全性和稳定性有重要作用，通常光伏能源的波动性比较大，在进行长距离的线路外送时，会对电网的无功平衡产生一定的影响，在对逆变器并网时还有可能产生谐波污染。所以对于电网来说应该要做好无功调节，配置相应的无功补偿装置，例如可在线路沿线装设高抗、可控串联补偿装置以及动态无功补偿装置SVC等，以此来实现光伏接入后系统电压的稳定性，同时对于谐波也可以起到很好的控制作用。
3.4优化继电保护装置
传统的继电保护有很多的弊端，因此要不断优化机电保护装置，来提升电网电能的质量。可以用新的方法和配置来替代传统的继电保护，包括：广域保护、区域自适应保护以及区域纵联保护等。
结束语
传统的能源转化过程中对环境污染大，随着人们的环保意识越来越强，逐步开始挖掘风能、光伏等新的能源种类。随着各种新能源的不断发展与应用，如何解决新能源的有效接入已经成为当前电网发展的一项核心工作内容。
参考文献：
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