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浅议新能源发电对电能质量的影响

2017-10-27

中国电源产业网

导语：新能源战略推动产业发展

新能源战略推动产业发展

新能源又称非常规能源，它的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。我国的可持续发展战略，提出的对于新能源的开发利用，随着技术的进步和相关政策法规对于新能源的支持推广，新能源已经在逐步的走向市场，其中太阳能和风能成为其中的佼佼者。

根据有关数据显示，2014年全球太阳能电池产量超过55.9GW，2011年至2014年期间的年平均增长率为14.8%，而我国的光伏产业也在迅猛的增长，每年的增长率高达27%。

新能源在数据中心产业应用备受重视

能源形势日益严峻的今天，数据中心作为能耗大户，节能减排势在必行，光伏发电、风力发电等在数据中心能源中起到多能互补的作用与应用前景已得到国家部门的普遍认同与大力支持，开展新能源的应用推广研究也更具有现实意义。但由于并网发电特性有别于常规发电方式，需要对并网发电系统的特性进行充分研究，才能使发电资源得到最大程度的利用。不同于传统电源，新能源发电系统的输出功率存在间歇性和不确定性，并需要大量的电力电子换流装置和复杂的控制策略并网，这给电能带来了新的质量问题。

风力发电对电能质量的影响

风力发电最大的问题就是它与风力大小之间的密切关系。风能和风速的立方是成正比的，而在现实的自然界中，风速有着其不稳定性，故此输出的功率会随着风速的变化产生变化。这个过程中就会产生谐波，进而影响了电能的质量。

谐波主要通过两种方式产生：其一是发电机自身的配备所带来的谐波；其二是发电机并联的电容器与线路电抗产生的谐波。由于风力发电的规模在不断的扩大，风力发电厂的比例也在不断的增加，由于风力发电的不稳定性，所以对电网的冲击也在随之变化，电压就会降低。

光伏发电对电能质量的影响

光伏发电与风力发电极其相似，但在发电的稳定性、电能质量的高低和规律性角度来讲，太阳能比风力发电略胜一筹。尽管如此，由于光伏发电的能量密度相对较低，在调节能力上也相对较弱，并且会受到自然天气变化的影响，因此，即便是在有阳关的天气，由于日夜的更替，也会对电能质量的稳定性产生相当大的影响。

随着电力电子技术的广泛应用和发展，大量的非线性负载也加入到了供电系统中，因此，大规模光伏发电的引入会对电力系统造成严重的污染，产生更为严重的电能质量问题。现在较为常见的电能质量问题有：电压波动和闪变、三相不平衡、谐波污染、无功功率不平衡等。另外，大规模光伏并网发电引起的微网环流和孤岛效应将在电网中引入新的电能质量问题，严重危害着电力系统的安全性和稳定性。变化，电压就会降低。

如何提高电能质量？

有案例表明，谐波含量较大，为精确高效的滤除谐波，最佳谐波治理方案是选用集中有源滤波。它可以根据母线中自动监测到的谐波电流各次谐波含量来产生一个反向谐波电流进行冲抵，能够保证供电公司在400V母线计量点的谐波指标达到考核要求，技术难点在于有源滤波器与抗谐波无功补偿装置都接在400V母线上，要在有源滤波器的接入方式上增加电感调节器以避免相互之间的干扰消减和谐振的发生。

来源：《电源工业》杂志

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