新能源发电并网对电网电能质量的影响及解决办法

安科瑞 徐浩竣

江苏安科瑞电器制造有限公司

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一、引言

随着全球对环境保护和可持续发展的重视，新能源发电（如风能、太阳能）在电力系统中的占比日益增加。然而，新能源发电并网对电网电能质量的影响也逐渐凸显，成为电力行业亟待解决的问题。本文将从多个角度分析新能源发电并网对电网电能质量的影响，并提出相应的解决措施。

二、新能源发电并网对电网电能质量的影响

新能源发电设备（如风力发电机、太阳能光伏板）的输出功率受自然条件（如风速、光照）的显著影响，具有间歇性和波动性。这种不稳定性会导致并入电网的电能数量不稳定，进而影响电网的频率和电压稳定。当新能源发电并网规模增大时，其功率波动性对电网电压的影响更加明显，原有调压方案往往无法满足实际运行要求，可能导致馈线后端节点的电压越限。

新能源发电的接入点通常位于配电网末端，大规模接入可能会引发电网频率波动。当新能源发电量在电网中的占比逐渐增大时，这种频率波动现象尤为显著，直接影响电能质量。新能源发电的间歇性使得电网运行调度难度增加，必须结合新能源发电电功率预测进行电网运行调度，以减轻频率波动对电网的影响。

新能源发电设备中广泛使用电力电子变换器来调节输出，这些变换器会产生非线性电流，向电网注入谐波。谐波污染不仅会增加电力线路的附加损耗，还会影响其他用电设备的正常运行，甚至导致电容器组谐振、自动装置与继电保护误动。光伏发电站和风电场作为新能源并网的主要形式，其电力电子装置和并联补偿电容器是谐波的主要来源。

当电网故障时，如果新能源发电系统仍继续向局部电网供电，可能会形成孤岛，对维修人员和电网恢复造成安全威胁。此外，新能源发电设备可能无法提供足够的无功功率支持，导致电网的功率因数下降，增加了输电损耗，进一步影响电网的整体电能质量。

三、解决措施

通过储能系统、需求侧管理和智能电网技术提高电网的响应速度和适应能力。储能系统可以在新能源发电不足时提供电能支持，减轻电网负荷压力；需求侧管理可以调整用户用电行为，降低电网峰谷差；智能电网技术则能实时监控电网状态，快速响应各种突发情况。

利用先进的控制算法优化新能源发电的并网过程，减少对电网的冲击。通过精确预测新能源发电量，提前调度和平衡电网，确保电网稳定运行。此外，还应加强对新能源发电设备的监控和维护，及时发现并处理潜在问题。

使用大数据和人工智能技术预测新能源发电量，提高预测精度和实时性。通过安装电能质量监测装置和监测系统，实时监测电网运行状态，及时发现并处理电能质量问题。同时，建立电能质量数据中心平台，为电网运行和管理提供数据支持。

安装适当的无功补偿装置，维持电网电压稳定。动态无功补偿装置可以快速调节无功功率，稳定接入点电压；多脉冲换流器和电力滤波器则可以有效吸收谐波电流，改善电网谐波问题。

制定和执行更严格的并网标准，确保新能源发电系统的电能质量符合要求。通过规范新能源发电设备的接入和管理，减少其对电网的不利影响，保障电网稳定运行。

四、安科瑞相关产品

4.1电能质量在线监测装置

APView500

APView400

电能质量在线监测装置 安装现场照片：

4.2 电能质量监测仪表APM系列

4.3 有源谐波治理/有源无功补偿系统/混合动态谐波无功补偿系统

新能源发电并网对电网电能质量的影响是多方面的，包括电压、频率、谐波等方面。为了缓解这些影响，电力系统需要采取一系列技术和管理措施，增强电网灵活性、改进控制策略、加强监测与预测、增加无功补偿和完善标准与规范。通过这些措施的实施，可以在提高新能源发电利用率的同时，保证电网稳定、可靠运行，推动新能源产业的持续健康发展。