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摘要：在清洁能源稳步发展背景下，风光新能源的应用受到社会各界广泛关注，为推动社会可持续发展奠定基础，使生态环境更为健康，满足人们日益增长的生活及生产需求，推动市场经济转型发展，指引能源产业与时俱进，风光新能源应用价值可见一斑。该通过分析风光新能源接入对电网谐波影响及抑制措施，以期助推新能源行业良性发展。
关键词：风光新能源;电网;谐波;影响;抑制措施
引言
随着经济的飞速发展，化石能源消耗越来越大，随之而来的是由于化石能源燃烧排放带来的环境污染问题，进行能源结构调整已势在必行。我国近年来通过政策和资金等多方面手段大力支持新能源的发展，各类新能源发电技术得以迅速发展和应用。目前应用最广、装机容量最大的新能源主要有风电和光伏发电。风电和光伏发电均属于清洁能源，但它们在发电过程中存在诸多问题，如能量不连续、电压闪变、频率波动以及谐波污染等。
1谐波危害
谐波具体危害可从以下几个方面进行分析：第一，在基波频率低于谐波电流频率前提下，受临近效应、集肤效应影响电网线路输送容量随之减少，在谐波影响下增加涡流、磁滞损耗，使变压器容量减少;第二，谐波能增加电网系统内电力设备损耗，削减其使用寿命，发生机械振动现象，加速设备老化，追加养护成本，若养护不及时还会使设备出现安全故障，降低电网运行安全稳定性;第三，谐波容易增加电网自动化继电保护装置拒动、误动次数，扩大自动化管控范围，提升电气故障发生几率，影响电网运行成效;第四，受电磁耦合现象影响电网周边通信系统将被异常干扰，降低通信效率。在风光新能源接入电网后会增加谐波诱发几率，这就需要人们在明晰谐波危害前提下总结新能源应用经验，探析抑制谐波相关消极影响措施，为推动电网朝着节能环保方向发展奠定基础[1]。
2分析风光新能源接入对电网造成谐波影响内因
在电网中非线性负载是谐波产生根本内因，在电流通过负载过程中，二者形成非线性关系，形成若干非正弦电流即谐波。基于半导体晶闸管及相关构件具有非线性特性，风机发电、光伏发电及相关装置脱离正弦曲线，客观上追加谐波源，使电网出现谐波问题，影响电网运行综合成效。
2.1电网风机发电诱发谐波问题内因
当前常见风机为两种，即变速风机及双馈风机，相较于变速风机，双馈风机对变频器容量要求不高，操作较为简便，可以根据风速做出调整，分为恒功率、恒压运行两种形态。双馈风机在兆瓦级别之上电网中应用较为广泛。基于风光新能源需电力电子元件运行、控制，为此会增加电网中电压、电流畸变几率，在此过程中产生谐波影响电网稳定性、安全性。例如，双馈风机结构见图2，主要由电压源型变流器、风轮机等电气元件构成，该发电机结构中双向功率转换装置与转子绕组连接在一起，公用电网端连接定子绕组，在其与电网相互连接基础上产生电功率，另一端转子绕组需根据发电机实际转速有所转变，确保同步运转，在运转中变流器AC—DC—AC处于长期工作状态，为调整电压可转变导通角，实现直流、交流电压相互转化目标，并在此过程中产生谐波[2]。
2.2 间歇性和波动性发电的影响
在新能源发电并网的过程中，以风力发电作为新能源并网发电的案例进行分析。由于风力本身的不稳定和间歇性特点，发电站产生的电能也随之出现间歇性和不稳定的特点。对于这类电能，其控制难度比较大，且在控制这些电能的过程中产生的电流冲击会导致电量的频率出现偏差或者是电网闪变的现象。为了有效避免在电网中出现瞬间障碍，需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在较低的范围。只有不断提升电网对于电量的接纳能力，同时将电网的电量调峰提升到合理的数值范围，才能保证电网的稳定运行。在新能源发电并网的过程中，动态无功功率和功率调整对于并网的影响都十分重要，无功消耗在并网发电过程中比较常见，所以在新能源并网发电的系统中无功补偿功能的应用也比较常见。
3抑制风光新能源接入对电网造成谐波影响措施
通过分析风光新能源接入对电网造成谐波影响内因可知，无论是风机发电还是光伏发电均会对电网稳定性、安全性带来负面影响，这就需要电网工作者秉持自省、反思精神，立足新时代电网节能、高效、安全、环保发展实况，探析抑制风光新能源接入对电网造成谐波影响措施，旨在提高新时代电网供电服务质量[3]。
3.1调整接线方式
具有输出电能功效变压器应运用△/Y或Y/△接线方式，120°为工频相位差，360°则为三次谐波作用下产生的相位差，为此应运用△连接方式，在内阻上产生谐波损耗，为解决谐波损耗问题，可分别在九次、十五次等产生谐波的位置上运用相同接线方式避免谐波对电网带来的负面影响，规避电网内流入高次谐波，使电网系统更为安全稳定[4]。
3.2其次就是采用辅助滤波设备，即滤波器，主要分为无源滤波和有源滤波。
无源滤波包括并联滤波器和串联滤波器。最常用的是串联滤波器，串联滤波器是由电容和电感串联构成的LC濾波电路。串联滤波器利用的是串联谐振的原理，对于谐振频率的电流表现出很低的阻抗，而对于偏离谐振频率的电流则阻抗迅速增加，且频率偏离幅度越大，阻抗也越大。因此，将谐振频率设计成工频，在三相电路中均接入串联滤波器，由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小，而对其他次数的谐波电流阻抗很大，于是只用一组滤波器就可以滤除大部分频率的谐波。有源电力滤波器即一种自带电源的滤波器，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对不断变化的谐波以及无功进行及时补偿。有源滤波器能检测补偿对象的谐波电流，并有相应补偿装置产生一个与该谐波大小相等但相位相差180°的补偿电流，从而实现谐波消除。（3）以上谐波消除方法是通过外部辅助设备进行谐波抑制的。此外，对于风力发电机，还有一种不借助外部设备来消除谐波的技术措施，即仅依靠不同风机种类的合理排列来减少谐波。由于不同型号的风机以及发电机产生的谐波频率、相位不同，通过计算机建模，计算出对应的谐波电流，通过合理安排不同型号风机之间的接线排列，可以使得风机之间的部分谐波互相抵消，但这种方法无法彻底消除风机产生的谐波。
3.3完善技术标准与规范新
风光新能源具有环保和可再生的优点，近年来得到了广泛应用。风光新能源发电涉及的技术领域比较多，风光新能源发电并网则更为复杂，所以在实际应用中还存在一些问题。要不断加强对风光新能源发电并网的研究，不断完善风光新能源发电并网的技术标准，针对风光新能源并网中存在的问题进行攻关，减少并网对电力系统电能质量带来的不良影响。同时认真学习研究电力信息通信技术等先进技术，做好电力系统的智能化管理，及时监测并网对电网运行的影响，从而不断优化风光新能源并网技术，减少谐波、电压波动等对电力系统的危害，确保风光新能源发电行业可持续发展[5]。
结束语
综上所述，为使我国电网运行系统更为稳定需关注谐波问题，在接入风光新能源前提下通过调整接线方式，应用辅助过滤装置，应用技术措施消除谐波，加强电网运维，降低电气设备因谐波问题受损几率，控制电网运营成本，在满足新时代人们日益增长的用电需求基础上，推动电网系统朝着节能环保、安全稳定、科学高效方向发展。
参考文献：
[1]张哲闻.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].通信电源技术，2019，36（12）：211-212.
[2]宋平凡，佟胜伟，段森园.新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J].通信电源技术，2019，36（12）：139-140.
[3]张韶珍.探析风光新能源接入对电网的谐波影响及抑制措施[J].科技资讯，2019，17（34）：38-39.
[4]杜梅，叶涛.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].数字通信世界，2019（07）：144+185.
[5]吴彧.风光新能源接入对电网的谐波影响及抑制措施分析[J].机电信息，2017（33）：1-2.
关键词：风光新能源;电网;谐波;影响;抑制措施
引言
随着经济的飞速发展，化石能源消耗越来越大，随之而来的是由于化石能源燃烧排放带来的环境污染问题，进行能源结构调整已势在必行。我国近年来通过政策和资金等多方面手段大力支持新能源的发展，各类新能源发电技术得以迅速发展和应用。目前应用最广、装机容量最大的新能源主要有风电和光伏发电。风电和光伏发电均属于清洁能源，但它们在发电过程中存在诸多问题，如能量不连续、电压闪变、频率波动以及谐波污染等。
1谐波危害
谐波具体危害可从以下几个方面进行分析：第一，在基波频率低于谐波电流频率前提下，受临近效应、集肤效应影响电网线路输送容量随之减少，在谐波影响下增加涡流、磁滞损耗，使变压器容量减少;第二，谐波能增加电网系统内电力设备损耗，削减其使用寿命，发生机械振动现象，加速设备老化，追加养护成本，若养护不及时还会使设备出现安全故障，降低电网运行安全稳定性;第三，谐波容易增加电网自动化继电保护装置拒动、误动次数，扩大自动化管控范围，提升电气故障发生几率，影响电网运行成效;第四，受电磁耦合现象影响电网周边通信系统将被异常干扰，降低通信效率。在风光新能源接入电网后会增加谐波诱发几率，这就需要人们在明晰谐波危害前提下总结新能源应用经验，探析抑制谐波相关消极影响措施，为推动电网朝着节能环保方向发展奠定基础[1]。
2分析风光新能源接入对电网造成谐波影响内因
在电网中非线性负载是谐波产生根本内因，在电流通过负载过程中，二者形成非线性关系，形成若干非正弦电流即谐波。基于半导体晶闸管及相关构件具有非线性特性，风机发电、光伏发电及相关装置脱离正弦曲线，客观上追加谐波源，使电网出现谐波问题，影响电网运行综合成效。
2.1电网风机发电诱发谐波问题内因
当前常见风机为两种，即变速风机及双馈风机，相较于变速风机，双馈风机对变频器容量要求不高，操作较为简便，可以根据风速做出调整，分为恒功率、恒压运行两种形态。双馈风机在兆瓦级别之上电网中应用较为广泛。基于风光新能源需电力电子元件运行、控制，为此会增加电网中电压、电流畸变几率，在此过程中产生谐波影响电网稳定性、安全性。例如，双馈风机结构见图2，主要由电压源型变流器、风轮机等电气元件构成，该发电机结构中双向功率转换装置与转子绕组连接在一起，公用电网端连接定子绕组，在其与电网相互连接基础上产生电功率，另一端转子绕组需根据发电机实际转速有所转变，确保同步运转，在运转中变流器AC—DC—AC处于长期工作状态，为调整电压可转变导通角，实现直流、交流电压相互转化目标，并在此过程中产生谐波[2]。
2.2 间歇性和波动性发电的影响
在新能源发电并网的过程中，以风力发电作为新能源并网发电的案例进行分析。由于风力本身的不稳定和间歇性特点，发电站产生的电能也随之出现间歇性和不稳定的特点。对于这类电能，其控制难度比较大，且在控制这些电能的过程中产生的电流冲击会导致电量的频率出现偏差或者是电网闪变的现象。为了有效避免在电网中出现瞬间障碍，需要在风力发电厂穿过低压时就把电厂的电压控制在较低的范围。只有不断提升电网对于电量的接纳能力，同时将电网的电量调峰提升到合理的数值范围，才能保证电网的稳定运行。在新能源发电并网的过程中，动态无功功率和功率调整对于并网的影响都十分重要，无功消耗在并网发电过程中比较常见，所以在新能源并网发电的系统中无功补偿功能的应用也比较常见。
3抑制风光新能源接入对电网造成谐波影响措施
通过分析风光新能源接入对电网造成谐波影响内因可知，无论是风机发电还是光伏发电均会对电网稳定性、安全性带来负面影响，这就需要电网工作者秉持自省、反思精神，立足新时代电网节能、高效、安全、环保发展实况，探析抑制风光新能源接入对电网造成谐波影响措施，旨在提高新时代电网供电服务质量[3]。
3.1调整接线方式
具有输出电能功效变压器应运用△/Y或Y/△接线方式，120°为工频相位差，360°则为三次谐波作用下产生的相位差，为此应运用△连接方式，在内阻上产生谐波损耗，为解决谐波损耗问题，可分别在九次、十五次等产生谐波的位置上运用相同接线方式避免谐波对电网带来的负面影响，规避电网内流入高次谐波，使电网系统更为安全稳定[4]。
3.2其次就是采用辅助滤波设备，即滤波器，主要分为无源滤波和有源滤波。
无源滤波包括并联滤波器和串联滤波器。最常用的是串联滤波器，串联滤波器是由电容和电感串联构成的LC濾波电路。串联滤波器利用的是串联谐振的原理，对于谐振频率的电流表现出很低的阻抗，而对于偏离谐振频率的电流则阻抗迅速增加，且频率偏离幅度越大，阻抗也越大。因此，将谐振频率设计成工频，在三相电路中均接入串联滤波器，由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小，而对其他次数的谐波电流阻抗很大，于是只用一组滤波器就可以滤除大部分频率的谐波。有源电力滤波器即一种自带电源的滤波器，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对不断变化的谐波以及无功进行及时补偿。有源滤波器能检测补偿对象的谐波电流，并有相应补偿装置产生一个与该谐波大小相等但相位相差180°的补偿电流，从而实现谐波消除。（3）以上谐波消除方法是通过外部辅助设备进行谐波抑制的。此外，对于风力发电机，还有一种不借助外部设备来消除谐波的技术措施，即仅依靠不同风机种类的合理排列来减少谐波。由于不同型号的风机以及发电机产生的谐波频率、相位不同，通过计算机建模，计算出对应的谐波电流，通过合理安排不同型号风机之间的接线排列，可以使得风机之间的部分谐波互相抵消，但这种方法无法彻底消除风机产生的谐波。
3.3完善技术标准与规范新
风光新能源具有环保和可再生的优点，近年来得到了广泛应用。风光新能源发电涉及的技术领域比较多，风光新能源发电并网则更为复杂，所以在实际应用中还存在一些问题。要不断加强对风光新能源发电并网的研究，不断完善风光新能源发电并网的技术标准，针对风光新能源并网中存在的问题进行攻关，减少并网对电力系统电能质量带来的不良影响。同时认真学习研究电力信息通信技术等先进技术，做好电力系统的智能化管理，及时监测并网对电网运行的影响，从而不断优化风光新能源并网技术，减少谐波、电压波动等对电力系统的危害，确保风光新能源发电行业可持续发展[5]。
结束语
综上所述，为使我国电网运行系统更为稳定需关注谐波问题，在接入风光新能源前提下通过调整接线方式，应用辅助过滤装置，应用技术措施消除谐波，加强电网运维，降低电气设备因谐波问题受损几率，控制电网运营成本，在满足新时代人们日益增长的用电需求基础上，推动电网系统朝着节能环保、安全稳定、科学高效方向发展。
参考文献：
[1]张哲闻.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].通信电源技术，2019，36（12）：211-212.
[2]宋平凡，佟胜伟，段森园.新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J].通信电源技术，2019，36（12）：139-140.
[3]张韶珍.探析风光新能源接入对电网的谐波影响及抑制措施[J].科技资讯，2019，17（34）：38-39.
[4]杜梅，叶涛.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].数字通信世界，2019（07）：144+185.
[5]吴彧.风光新能源接入对电网的谐波影响及抑制措施分析[J].机电信息，2017（33）：1-2.