在新能源特征和分布情況的影響下,新能源在發(fā)電的過程中依舊存在不穩(wěn)定性和間斷性等無法控制的情況,而這樣的電網(wǎng)接入形式必定會對電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性帶來較大的負面影響,對電能質(zhì)量的影響較為突出。
由于我國對新能源發(fā)電的技術(shù)研究發(fā)展較晚,且具有一定的局限性,因此造成我國在利用新能源發(fā)電時缺乏穩(wěn)定性,主要表現(xiàn)在較強間斷性、波動性和隨機性,并且新能源發(fā)電的控制技術(shù)有很大難度,F(xiàn)階段,電網(wǎng)接納的能力尚且不足,很難大規(guī)模的去接納新能源所產(chǎn)生的發(fā)電量,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)波動性與間斷性發(fā)電的影響
對于風力發(fā)電來說,風力發(fā)電機的輸出功率與風速的大小有關(guān)。由于風的能量與風速的立方成正比,而自然界的風速是極不穩(wěn)定的,要想人為控制風力大小是很難實現(xiàn)的,導致風力發(fā)電機的輸出功率變化很大。對于光伏發(fā)電來說,光伏方陣的輸出功率與光照的強度有關(guān),因此受天氣和氣溫的影響較大,和風力發(fā)電一樣易出現(xiàn)波動。大量的易波動的風力發(fā)電和光伏發(fā)電并入到傳統(tǒng)的電網(wǎng)中,會導致電網(wǎng)受到巨大的電流沖擊,造成電網(wǎng)頻率偏差、電壓波動與閃變這些問題。比如當風電場的電壓出現(xiàn)下降情況時,如果風電機組不具備低電壓穿越能力,很容易出現(xiàn)瞬間故障的情況。因此,為了避免這些情況的發(fā)生,首先要求并入電網(wǎng)的新能源設(shè)備具備規(guī)定的并網(wǎng)技術(shù)性能,其次需要電網(wǎng)具備足夠的調(diào)峰容量以及電量接納能力。其中新能源發(fā)電系統(tǒng)裝置中最不可缺少的是有功功率調(diào)整和動態(tài)無功功率調(diào)整功能。此外,風電場和光伏電站站內(nèi)容易出現(xiàn)無功損耗,因此,新能源發(fā)電系統(tǒng)配置應用的功能中還需要配置無功補償功能。
(2)諧波的影響
新能源發(fā)電系統(tǒng)中,可能給電網(wǎng)帶來諧波的途徑主要有兩種。以風力發(fā)電系統(tǒng)為例,一種是風力發(fā)電機本身配備的電力電子裝置會帶來諧波問題。對于直接和電網(wǎng)相連的恒速風力發(fā)電機,在軟啟動階段要通過電力電子裝置與電網(wǎng)相連,會產(chǎn)生一定的諧波。對于變速風力發(fā)電機,是通過整流和逆變裝置接入電網(wǎng)系統(tǒng),如果電力電子裝置的切換頻率恰好在產(chǎn)生諧波的范圍內(nèi),則會產(chǎn)生很嚴重的諧波問題;另一種是風力發(fā)電機的并聯(lián)補償電容器可能和線路電抗發(fā)生諧振。為了對無功功率進行就地平衡,風力發(fā)電系統(tǒng)需配置并聯(lián)補償裝置,但由于諧波在不斷變化,加之電網(wǎng)的復雜性,在某些條件下可能會引起諧波放大,甚至系統(tǒng)諧振。
因此,在風電場中,應盡量避免單一的變速或恒速風電機組集中連接,這樣會在局部造成過高的諧波電壓,應采用不同類型的風機混合配置。其次是電力系統(tǒng)應該對濾波裝置進行適當?shù)呐渲,將電網(wǎng)中的諧波含量降低,在抑制諧波的同時合理使用動態(tài)或者靜止無功補償裝置。
(3)孤網(wǎng)的影響
當大電網(wǎng)失壓以后,并網(wǎng)風力發(fā)電和光伏發(fā)電會對電網(wǎng)中的某一部分繼續(xù)供電,并與本地負載形成連接,達到一個新的供需平衡狀態(tài),形成孤網(wǎng)運行。此時,孤網(wǎng)中的電壓和頻率不受大電網(wǎng)控制,得不到大電網(wǎng)的調(diào)整支持,當負荷側(cè)負載發(fā)生變化或是發(fā)電側(cè)輸出功率發(fā)生變化,都會導致孤網(wǎng)供需失衡,使得孤網(wǎng)的電壓和頻率容易發(fā)生波動,如果波動范圍超過了允許的安全范圍,將嚴重影響設(shè)備的安全。當供大于需時,電壓和頻率會超出允許的范圍,可能會對用戶的設(shè)備造成損壞。當供小于需時,會使逆變器過載,可能會燒毀逆變器。因此,在新能源并入電網(wǎng)前,電力調(diào)度必須進行嚴格把關(guān)、審核,對于風力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng),具備功率預測功能,是必備的準入條件之一。
(4)并網(wǎng)標準不統(tǒng)一的影響
新能源的分布范圍較廣,但是分布不夠均勻,我們國家暫時還難以實現(xiàn)一個比較統(tǒng)一的新能源發(fā)電并網(wǎng)標準。按照我國現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,只能統(tǒng)一那些大型并網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)標準,卻沒有統(tǒng)一其檢測技術(shù),并且在系統(tǒng)檢測當中存在著一定的缺陷,因此應該繼續(xù)進一步完善系統(tǒng)的認證。