摘　要：随着全球对清洁能源需求的不断增长，新能源并网规模持续扩大。然而，新能源的间歇性、波动性等特性给输变电系统电压稳定性带来诸多挑战。本文深入分析新能源并网对输变电系统电压稳定性的影响，同时，详细阐述了多种提升电压稳定性的控制策略，旨在为保障输变电系统安全稳定运行提供理论支持与实践指导。

关键词：新能源并网；输变电系统；电压稳定性；控制策略

引言

在应对全球气候变化和能源危机的背景下，新能源凭借其清洁、可再生等优势，在电力领域的应用愈发广泛。常见的新能源如风能、太阳能、水能等，其发电规模不断攀升。据国际能源署（IEA）数据显示，过去十年间，全球新能源发电装机容量以年均 15% 的速度增长。新能源并网为缓解传统能源压力、降低碳排放做出巨大贡献的同时，也给输变电系统的稳定运行带来了新挑战。因此，深入研究新能源并网对输变电系统电压稳定性的影响及控制策略具有重要的现实意义，这不仅关系到新能源的高效利用，更关系到整个电力系统的安全与可持续发展。

一、新能源并网对输变电系统电压稳定性的影响

1.新能源发电特性对电压稳定性的根源性冲击

新能源发电的间歇性与波动性构成了电压稳定的首要挑战。以风能和太阳能为例，风力发电受风速变化影响显著，部分地区风速每小时波动可达 5-10m/s ，对应风机功率波动幅度达额定功率 30%-50% ；光伏发电则因昼夜交替、阴晴变化，导致输出功率在不同时段差异悬殊。这种功率的非稳态特性，使得新能源难以像火电般提供稳定支撑。同时，受复杂气象条件制约，新能源出力预测存在较大误差，风力发电在复杂地形下预测误差高达20%-30% ，实际功率与预测值的偏差加剧了电网调度难度，无法提前精准调配资源以平抑电压波动。

2.功率与无功变化引发的电压直接扰动

新能源并网后，其功率波动直接作用于电网电压。有功功率注入的变化会改变输电线路电压降落，如风电大发时若无功补偿不足，线路电压将异常升高；而功率骤降又会引发电压跌落，威胁设备安全运行。此外，新能源发电设备的无功调节能力与传统电源存在显著差异。多数风机和光伏逆变器正常运行时不参与无功调节，部分设备即便具备调节功能，其响应速度与调节范围也极为有限，导致系统无功分布失衡。在新能源集中接入区域，若无功补偿配置不当，极易出现电压越限问题，严重影响电能质量。

3. 系统运行特性改变导致的间接风险

新能源接入从多维度改变系统运行特性，对电压稳定性形成间接威胁。一方面，通过电力电子变换器接入的新能源设备，短路电流贡献能力远低于传统同步发电机，随着并网比例提升，系统短路电流水平下降，故障时电压支撑能力削弱，电压跌落幅度增大且恢复时间延长。另一方面，新能源出力的不确定性重塑了电网潮流分布，常出现潮流迂回与功率倒送现象。例如分布式光伏与负荷分布不匹配时，会导致节点电压分布紊乱，靠近电源侧电压降低、远离电源侧电压升高，打破原有电压平衡，极大增加了电压控制的复杂性。

二、新能源并网下输变电系统电压稳定性控制策略1.无功补偿技术

1.1静态无功补偿装置（SVC）

SVC主要包括晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）等。TCR通过控制晶闸管的导通角来调节电抗器的电抗值，从而连续调节无功功率吸收量；TSC则通过晶闸管快速投切电容器组，实现无功功率的分级补偿。SVC能够快速响应系统无功需求变化，在新能源并网导致无功波动时，及时调整无功输出，维持电压稳定。例如，若在某风电场接入电网处安装SVC，当风速变化引起风机无功功率波动时，SVC能在数十毫秒内做出响应，将接入点电压波动范围控制在 ±5% 以内，有效改善了电压稳定性。

1.2静止同步补偿器（STATCOM）

STATCOM采用全控型电力电子器件，通过向电网注入或吸收无功电流来调节系统无功功率。与SVC相比，STATCOM具有响应速度更快（可在几毫秒内响应）、调节精度更高、占地面积小等优势。在新能源并网比例较高的复杂电网中，STATCOM能够更精准地补偿无功功率，抑制电压波动和闪变。例如，在光伏电站集中接入的地区电网中，安装STATCOM后，有效提升了电网对光伏功率波动的耐受能力，使节点电压标准差降低了 30‰ 40% ，显著改善了电压稳定性。

2. 电压调节装置的应用

2.1有载调压变压器（OLTC）

OLTC可以在带负载的情况下通过调节分接头位置来改变变压器变比，从而调节电压。在新能源并网的输变电系统中，根据节点电压变化情况，适时调整OLTC分接头位置，能够有效维持电压在合理范围内。例如，在风电接入的输电线路中，当风电功率增加导致线路末端电压升高时，OLTC自动降低变比，使电压恢复正常。然而，OLTC调节速度相对较慢，且频繁调节会影响变压器寿命，因此需要与其他快速调节装置配合使用。

2.2动态电压恢复器（DVR）

DVR主要用于补偿电压暂降和短时中断。它通过检测系统电压，当发现电压异常时，迅速向电网注入补偿电压，使负载侧电压恢复正常。在新能源并网系统中，DVR可有效应对因新能源功率突变或系统故障引起的电压暂降问题，保障对电压敏感设备的正常供电。例如，在工业园区电网中，接入分布式光伏发电后，由于光照变化和负荷波动，电压暂降问题时有发生。安装DVR后，有效解决了电压暂降对园区内精密电子设备的影响，提高了供电可靠性和电压稳定性。

2.3优化新能源发电控制策略（1）最大功率跟踪与无功功率协调控制

传统新能源发电控制多以追求最大功率跟踪为主，忽略了对无功功率的调节。优化后的控制策略在实现最大功率跟踪的同时，根据系统无功需求和电压状况，动态调整新能源发电设备的无功输出。例如，对于风力发电机，当电网电压偏低时，风机控制系统适当降低有功功率输出，将部分发电容量用于发出无功功率，提升电网电压；当电压正常时，再恢复到最大功率跟踪模式。这种协调控制策略能在保障新能源发电效率的同时，增强对电压稳定性的支撑。

（2）虚拟同步机控制技术

虚拟同步机控制技术通过模拟传统同步发电机的运行特性，使新能源发电设备具备类似同步发电机的转动惯量和阻尼特性，能够参与系统频率和电压调节。在新能源并网系统中，采用虚拟同步机控制的新能源发电设备，在系统电压出现波动时，可根据自身虚拟惯量和下垂特性，自动调节输出功率和无功，维持电压稳定。例如，在分布式电源接入的微电网中，应用虚拟同步机控制技术后，微电网在面对负荷突变和新能源功率波动时，电压波动幅度明显减小，系统稳定性显著提升。

三、结论与展望

新能源并网在推动能源转型和可持续发展的同时，给输变电系统电压稳定性带来了诸多挑战，本文提出了多种控制策略，这些控制策略在实际应用中能够有效改善新能源并网下输变电系统的电压稳定性，保障电网安全可靠运行。随着新能源技术的不断发展和并网规模的进一步扩大，未来输变电系统电压稳定性面临的挑战将更加复杂。一方面，需要进一步深入研究新能源发电特性及其与电网的相互作用机理，提高新能源出力预测精度，为电压稳定性控制提供更准确的依据。另一方面，持续研发和优化新型控制技术与设备，如高效储能技术、先进的电力电子变换技术以及智能电网控制技术等，提升输变电系统对新能源并网的适应能力和电压调控能力。

参考文献

[1]孙建.新能源接入下输变电系统的适应性改造与优化 [J]. 中国高新科技，2025，（04）：60-62.

[2]辛雁宇.新能源风电系统网络安全建设与维护策略研究[J].网络安全和信息化，2024，（12）：140-142.

[3]袁敬中，王守鹏.面向新型电力系统的智慧全息变电系统研究与设计[J].电力勘测设计，2023，（10）：66-72.