摘要：风能、太阳能等新能源具有可再生、无污染、低碳等诸多优点。随着社会的发展，人们节能环保意识不断加强，新能源在国民的生产生活占有越来越重要的位置。但是，目前大规模并网风电场和太阳能光伏发电场的发展过程中还存在一些问题，因此需要从多个方面对新能源发电项目进行论证，特别是电能质量问题，基于此本文对新能源发电的安全稳定与电能质量问题进行了分析。
关键词：新能源发电；安全稳定；电能质量
中图分类号：TE08 文献标识码： A
1、新能源发电的概述
目前，世界各大经济体都纷纷推出了新能源的发展规划，以新动力来促进世界的经济发展。发展新能源、加强环境保护已经成为世界各国的重要发展战略，新能源发电在新能源利用和开发中占有相当大的份额。新能源发电可理解为将新能源即可再生资源进行转化，如：太阳能、风能、水能等资源转化为电能或清洁的燃料，再应用电力技术将一次能源转换为高效清洁、运输使用方便的二次能源供人们使用。我国国土面积广大，幅员辽阔，具有较为丰富的风能和太阳能储备。本文主要针对新能源发电中风力发电和太阳能发电进行分析。
（1）风能资源：可利用的风能主要是参照有效风能的密度和有效风速年累计的小时数。我国幅员辽阔，其风能密度大约可以达到每平方米三百瓦以上，风速每秒三到二十米，年累计超过六千小时以上，其中可以利用的风能储备量大约为二点五亿千瓦，全部算下来大约有十亿左右的风能储备量；
（2）太阳能资源：太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，就目前的资料显示，我国的陆地表面主要接收太阳的总辐射已经和一点七万亿吨标煤相当，具有很大的开采空间及利用价值。
2、新能源发电的工作原理以及发电机的结构
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1、风力发电的工作原理
风能是绿色的能源，是取之不尽、用之不竭的能源，合理的开发利用风能可以避免能源枯竭的危机。风力发电主要是利用风力带动叶轮转动，将风能转变为机械能，发电机在风轮轴的带动下将机械能转换为电能。风力发电机组主要由叶片、轮毂、调向器、限速的安全机构、发电机、塔架、控制系统等组成。
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3、太阳能发电的工作原理
相比风能来说，太阳能更具持久性。目前，太阳能发电中主要有光热发电和光伏发电两种，其中光伏发电的技术更为成熟，因此国内外太阳能发电项目多采用光伏发电技术。光伏发电的能量转换元件为太阳能电池板，太阳能电池板由半导体材料制作而成，在受到太阳光照射后，电池板内电子将会由正电极向负电极移动，而空穴也将会由负电极向正电极移动，从而形成电流，实现太阳能发电。太阳能发电系统主要由太阳能电池板、汇流设备、逆变器等部分组成。
3、新能源发电对电能质量指标的影响
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1、风力发电对电网安全稳定运行的影响
1）对电网动态稳定的影响
风力发电本身的特点决定了其对电网动态稳定的不利影响。风力发电作为电源具有间歇性和难以调度的特性。风力发电机组与电网并联时，需要电力系统启动备用容量来补偿风电的波动。而在中国，风资源丰富地区一般都远离负荷中心，电网结构也比较弱，补偿能力有限，系统的动态响应能力将不足以跟踪风电功率的大幅度、高频率的波动，系统的稳态电能质量和暂态电能质量都将受到显著影响，这些因素反过来会限制系统准入的风电功率水平。
2）对电网的影响力和影响范围
随着电力电子技术的发展，大量新型大容量风力发电机组开始投入运行，目前我国已具备包括3MW级以上风电机组总体设计和制造能力，风电技术正朝着单机大型化方向发展，风电场装机达到可以和常规机组相比的规模，这样一来，随着更大、更多的风电场投入运行，风电装机在电网中所占比例不断增大，对电网的电压偏差、无功控制、有功调度、静态稳定和动态稳定等影响力越来越大。由于装机容量的不断增加，风电场接入电网的电压等级也在不断提高，所以风电场接入后对电网的影响范围也在不断扩大。
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2、光伏发电对电能质量的影响
大规模并网光伏发电站在电网结构所处位置类似于风电场，由于某一地区的光照辐射强度及利用小时数的相对稳定，光伏发电站的电能质量、稳定性和规律性略优于风力发电。但是，太阳能属于能量密度低、调节能力差的能源，且太阳光的日夜交替变化导致光伏并网发电站只能间歇工作，因此光伏电站并网发电后会对当地电网安全稳定以及电网的供电质量造成一定影响。
4、新能源发电的电能质量问题
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1、谐波问题
新能源发电中产生的谐波主要有发电机自身的配备、电力电子设备、发电机并联补偿电容器与线路电抗之间发生的谐波电流，谐波电流对电能的质量造成严重的影响，甚至会引发电能事故。谐波不是固定的，是随着用电环境变化的，而且，再加上配电网的复杂性，很有可能将谐波电流放大产生谐振，对电力系统造成极大的损害。
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2、闪变的问题
在当今的风力发电系统中，大多都是采用软并网方式的发电机组，在发电机组启动过程中会产生大量的冲击电流，造成电力系统闪变的问题。当实际的风速超出限定的风速时，风力发电机自动运行，如果所有风力发电机同时动作，对配电网产生的冲击就会非常明显，使得电网出现闪变的问题。
5、新能源发电与微电网电能质量治理问题
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1、新能源的电能质量治理问题
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2、微电网电能质量治理
微电网的电能质量治理应注意以下几方面：一是微电网中电力电子装置较多，电能质量干扰源多种多样，导致配置补偿装置比较复杂。二是微电网运行方式多变，补偿需要适应各种不同情况。三是微电网一般较弱，电能质量补偿装置接入易出现谐振，应具备谐振抑制功能。图2为500kW海洋多能互补型独立电力系统。其主要研究的技术包括多能发电的容量匹配设计、直流系统调压控制（如发电-逆变功率调节、DumpLoad等）、交流系统稳定控制、系统整体建模与分析、系统整体EMS控制策略及电能质量分析与控制策略。
图2.500kW海洋多能互补型独立电力系统
5.3柔性直流输电技术的应用
在直流供配电技术方面，柔性直流输电技术不存在换相失败问题，可以输出或吸收大量无功，在一定范围内有功、无功可以非常快速并且独立地进行调节，还可以快速地转换有功功率的传送方向。避免系统的电压和频率稳定问题，系统薄弱的部分有了柔性直流输电的支持也可以保持稳定运行，在极端情况下还可以为电网提供黑启动的能力，可将电能质量问题分隔开，减小其传播，便于就地治理。对于增强电网的可控性具有重要意义。
6、新能源发电的发展趋势
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1、风力发电的发展趋势
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2、太阳能发电的发展趋势
总之，大力推进节能减排，积极开发新能源，是贯彻落实科学发展观、促进经济社会可持续发展的重大举措，因此大力开采新能源发电是非常重要的途径，需要引起我们的重视。
