[摘 要]我國作為能源消耗的大國，開發(fā)和利用新能源進行生產(chǎn)是保障能源儲備量以及實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的基礎，新能源的主要形式都是由太陽或是地球通過運動產(chǎn)生的各種能源，包括風能、光能、太陽能等，新能源相較于傳統(tǒng)能源而言，具有儲量大、污染少的優(yōu)點。本文主要針對新能源發(fā)電站的電能質(zhì)量問題及諧波治理問題進行分析和討論。
　　[關鍵詞]新能源發(fā)電；電能質(zhì)量；諧波治理
　　中圖分類號：S703 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0316-01
　　一、新能源發(fā)電的概述
　　隨著社會的發(fā)展，風力發(fā)電、燃料電池發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電獲得了非常大的應用。新能源發(fā)電的目的是增加電力系統(tǒng)的電量，減少電力系統(tǒng)對一次能源的消耗。發(fā)展新能源、加強環(huán)境保護已經(jīng)成為世界各國的重要發(fā)展戰(zhàn)略，新能源發(fā)電在新能源利用和開發(fā)中占有相當大的份額。新能源發(fā)電可理解為將新能源即可再生資源進行轉(zhuǎn)化，如：太陽能、風能、水能等資源轉(zhuǎn)化為電能或清潔的燃料，再應用電力技術將一次能源轉(zhuǎn)換為高效清潔、運輸使用方便的二次能源供人們使用。
　�。�1）風能資源：可利用的風能主要是參照有效風能的密度和有效風速年累計的小時數(shù)。我國幅員遼闊，其風能密度大約可以達到每平方米三百瓦以上，風速每秒三到二十米，年累計超過六千小時以上，其中可以利用的風能儲備量大約為二點五億千瓦，全部算下來大約有十億左右的風能儲備量；
　�。�2）太陽能資源：太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，就目前的資料顯示，我國的陸地表面主要接收太陽的總輻射已經(jīng)和一點七萬億噸標煤相當，具有很大的開采空間及利用價值。
　　二、新能源發(fā)電的工作原理以及發(fā)電機的結(jié)構(gòu)
　　1、風力發(fā)電的工作原理
　　風能是綠色的能源，是取之不盡、用之不竭的能源，合理的開發(fā)利用風能可以避免能源枯竭的危機。風力發(fā)電主要是利用風力帶動葉輪轉(zhuǎn)動，將風能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，發(fā)電機在風輪軸的帶動下將機械能轉(zhuǎn)換為電能。風力發(fā)電機組主要由葉片、輪轂、調(diào)向器、限速的安全機構(gòu)、發(fā)電機、塔架、控制系統(tǒng)等組成。
　　2、太陽能發(fā)電的工作原理
　　相比風能來說，太陽能更具持久性。目前，太陽能發(fā)電中主要有光熱發(fā)電和光伏發(fā)電兩種，其中光伏發(fā)電的技術更為成熟，因此國內(nèi)外太陽能發(fā)電項目多采用光伏發(fā)電技術。光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換元件為太陽能電池板，太陽能電池板由半導體材料制作而成，在受到太陽光照射后，電池板內(nèi)電子將會由正電極向負電極移動，而空穴也將會由負電極向正電極移動，從而形成電流，實現(xiàn)太陽能發(fā)電。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、匯流設備、逆變器等部分組成。
　　三、新能源發(fā)電的電能質(zhì)量問題
　　為保證可再生能源的最大利用率，并網(wǎng)新能源發(fā)電系統(tǒng)都采用適當控制策略盡可能保證有功功率的最大輸出，由于風電場風速（或光伏電站光照強度）動態(tài)波動變化，新能源并網(wǎng)發(fā)電站的輸出功率存在較大隨機波動，間歇性的功率波動將對大電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成不利影響。
　　1、諧波問題
　　一般來說，新能源并網(wǎng)發(fā)電站可以分為并網(wǎng)風電場以及并網(wǎng)光伏發(fā)電站這兩類，由于并網(wǎng)光伏發(fā)電站逆變器中IGBT物理特性、逆變器使用脈寬調(diào)制控制方法過程中自身特性等因素的影響，并網(wǎng)光伏電站在運行的過程中將會出現(xiàn)一定的電壓電流諧波，給電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成比較大的影響。而且導致這種諧波污染的因素比較多，舉例來說，類似于自然光照強度變化、物體的陰影效應以及浮云的陰影效應等在內(nèi)的光照強度變化都會使其輸出功率出現(xiàn)波動間歇變化以及諧波污染。具體的發(fā)電過程中，電流諧波畸變率比較大的時間多處于處理較多的凌晨、傍晚或者多云的中午。
　　2、電壓波動以及閃變問題
　　電力系統(tǒng)中，新能源發(fā)電站中機組由于出力、開停機是隨著波動變化的，加之補償電容器投切因素的影響，使得電網(wǎng)中出現(xiàn)電壓波動以及閃變的問題。因此可以看出，導致電壓波動以及閃變的最直接原因就在于發(fā)電站輸出功率的變化。其中對于風力發(fā)電來說，影響其輸出功率的最大因素為風速的變化，其湍流強度和電壓波動以及閃變有著一定的正比例關系，當前在這方面的研究也比較多。
　　而對于光伏發(fā)電站來說，影響其輸出功率的主要原因在于溫度以及光照強度的波動變化，一般情況下，新能源在接入電網(wǎng)的過程中，其電網(wǎng)短路容量和電網(wǎng)的健壯性是成正比的，也就是說其電網(wǎng)短路容量越大，則光伏發(fā)電站的功率波動和由于其啟停所導致的接入點電壓波動、閃變也就越小。
　　四、新能源發(fā)電站的電能質(zhì)量優(yōu)化
　　1、新能源的電能質(zhì)量治理問題
　　智能電網(wǎng)及新能源發(fā)電對電能質(zhì)量治理的新需求主要可以表現(xiàn)為以下幾點。1）電力電子設備本身應具備治理能力。2）治理裝置應更加節(jié)能。3）治理設備應具備綜合補償能力。4）應該提供整套的解決方案。5）各電能質(zhì)量設備應為智能電網(wǎng)的一部分，應協(xié)調(diào)控制。目前，新能源接入標準（風電接入標準、太陽能接入標準和儲能設備接入標準）對設備接入提出了具體要求，希望能夠開發(fā)具備電能質(zhì)量治理能力的新型設備。以風電為例，風力發(fā)電的電能質(zhì)量問題包括異步風力發(fā)電機功率因數(shù)低、雙饋風力發(fā)電機和永磁直驅(qū)風力發(fā)電機的諧波問題以及設備低電壓穿越能力不足等。
　　2、微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理
　　微電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理應注意以下幾方面：一是微電網(wǎng)中電力電子裝置較多，電能質(zhì)量干擾源多種多樣，導致配置補償裝置比較復雜。二是微電網(wǎng)運行方式多變，補償需要適應各種不同情況。三是微電網(wǎng)一般較弱，電能質(zhì)量補償裝置接入易出現(xiàn)諧振，應具備諧振抑制功能。其主要研究的技術包括多能發(fā)電的容量匹配設計、直流系統(tǒng)調(diào)壓控制、交流系統(tǒng)穩(wěn)定控制、系統(tǒng)整體建模與分析、系統(tǒng)整體EMS控制策略及電能質(zhì)量分析與控制策略。
　　3、諧波閃變問題進行控制
　　諧波問題會對電場產(chǎn)生較多的危害，還會對電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運行產(chǎn)生更多的影響，使用新能源進行發(fā)電的過程中需要對諧波做好管理，對系統(tǒng)當中產(chǎn)生的諧波做好抑制管理。讓諧波的注入規(guī)定的電網(wǎng)諧波相一致。發(fā)電廠在對諧波電流進行注入的過程當中需要按照公用的連接方式對諧波園還有發(fā)電廠當中的裝機容量進行整合配合，只有這樣才能夠避免使用新能源進行發(fā)電的過程中，不會讓諧波的問題產(chǎn)生，使用單一性的發(fā)電機做好發(fā)電的處理工作。避免出現(xiàn)單一性諧波電壓升高的情況，對電力系統(tǒng)的運作產(chǎn)生影響。閃變問題的，處理就是使用風力進行發(fā)電的過程中按照風力發(fā)電廠的相關連接進行閃變感染之的分析，同時讓電壓還有閃變能夠在允許的范圍內(nèi)波動，讓電力的質(zhì)量得到滿足。風力發(fā)電廠，會因為時間長短不同發(fā)生不同的變化，以此在處理的過程中需要按照電廠供電連接位置的總體容量做好具體比值的分配性問題，減少閃變現(xiàn)象的產(chǎn)生。
　　結(jié)束語
　　新能源的發(fā)電對于質(zhì)量要進行更多方面的控制，尤其是電能的質(zhì)量還有具體的運行情況，因此在以后的電力管理和發(fā)展過程當中，還需要做好具體問題的具體分析，爭取減少諧波和閃電問題的產(chǎn)生，進一步的促進社會的全方面發(fā)展，在使用新能源進行發(fā)電的過程中還要全面的提升用戶的電能使用質(zhì)量，讓整個電力行業(yè)都能夠又好又快的發(fā)展。
　　參考文獻
　　[1] 沈洋，趙志剛.新能源發(fā)電與電能質(zhì)量問題淺析[J].通信電源技術，2014，05：43-44.
　　[2] 劉永.阿勒泰某水電站發(fā)電引水上平洞混凝土質(zhì)量缺陷處理[J].陜西水利，2016，14（z1）：52～54.
　　[3] 姜齊榮.新能源發(fā)電的安全穩(wěn)定與電能質(zhì)量問題探討[J].電氣時代，2014，04：40-43.
　　[4] 陳波，李果，楊勝輝，蘇楚研.新能源發(fā)電與電能質(zhì)量問題淺析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2012，06：91-96.

相關熱詞搜索：發(fā)電站 諧波 電能 新能源 質(zhì)量問題