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币安——比特币、以太币以及竞争币等加密货币的交易平台浅谈并网光伏发电对电网电能质量的影响及解决方案发布日期:2024-07-17 浏览次数:

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币安——比特币、以太币以及竞争币等加密货币的交易平台浅谈并网光伏发电对电网电能质量的影响及解决方案

  随着国际化进程的不断加快,世界经济得到飞速发展,能源的消耗也随之增加,而传统能源的逐渐枯竭及环境问题日益严重,太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源受到人们的密切关注。近年来光伏发电装机容量不断扩大,上网电量也逐年增加,但由于其装机容量规模一般较小、场址布置相对比较分散、输出功率浮动较大的特点,也给电网电能质量造成了很大的影响。因此研究光伏发电对电能质量的影响,对促进电力生产及电网安全稳定运行具有重要意义。

  光伏发电作为新兴能源发电的一种,光照、温度等外部条件随机性、波动性、间歇性的变化是光伏发电对电网产生影响的主要因素。其中DC-AC逆变器是并网光伏发电系统主要的器件之一,光伏逆变器质量的优劣在一定程度上决定光伏发电的电能质量能否达到并网要求。光伏发电并网运行时会产生谐波、电压波动和闪变、直流注入、孤岛效应等问题,使电网电能质量下降,对电网造成不利影响,严重时会于扰供用电系统及光伏发电设备自身的安全稳定运行。

  光伏发电是通过光伏组件将太阳能转化为直流电,再经过并网型逆变器将直流电变换成交流电实现并网。在光伏发电系统中,逆变器是产生谐波的主要设备。并网逆变器内部电力电子元件的大量应用,提升了系统的信息化和智能化处理,但也增加了大量的非线性负载,造成波形失真,给系统带来大量谐波。逆变器开关切换速度的延迟,也会影响电网系统内部整体动态性能的输出,产生小范围的谐波。如果在天气(辐照度、温度)变化较大的情况下,谐波的波动范围也会随之变大。尽管单台并网逆变器输出电流谐波较小,但是多台并网逆变器并联后输出电流的谐波会产生叠加,从而形成输出电流谐波超标现象。此外,逆变器并联容易产生并联谐振,进而导致耦合谐振现象,造成特定次并网谐波电流扩大,产生并网电流谐波含量超标问题。

  并网光伏发电系统中另一亟待解决的关键问题:直流注入。直流注入影响了电网电能质量,同时也给电网中的其他设备带来不利影响。IEEEStd929-2000与IEEEStd547-2000明确规定,并网发电装置向电网注入的直流电流分量不能超过装置额定电流的0.5%。直流注入产生的主要原因有:1)电力电子器件自身分散性及驱动电路不一致不对称等;2)大功率控制器内部测量器件存在的零点漂移和非线)各开关器件线路阻抗的不对称,寄生参数和寄生电磁场的影响等。

  孤岛效应是指由于人为因素或自然因素造成电网中断供电,但各个并网光伏发电系统没能及时检测出电网停电状态,从而光伏发电系统与其相连的负载仍独立运行的现象。随着并网光伏发电接入渗透率的不断扩大,孤岛效应发生的几率也逐渐增加。孤岛效应的形成对整个配电网电能质量造成不利影响,主要包括:1)在孤岛效应发生位置,其电压和频率波动性较大,降低了电能质量,且孤岛中的电压和频率不受电网控制,可能会造成系统电气设备损坏和重合闸故障等,同时可能会对电网维修人员造成个人安全隐患。2)在供电恢复过程中,由于电压相位之间不同步将会产生浪涌电流,有可能导致电网波形瞬间下跌。3)光伏发电系统出现孤岛效应之后,如果原供电模式为单相供电模式,有可能使配电网发生三相负荷不对称的问题,进而降低其余用户的用电整体质量。4)当配电网切换至孤岛方式,仅仅依靠光伏发电系统供应电能,若该供电系统容量太小或未安装储能装置,均有可能造成用户负荷出现电压不稳定和闪变问题。

  4.1电能质量在线 电能质量在线监测装置采用了高性能多核平台和嵌入式操作系统,遵照IEC61000-4-30《测试和测量技术-电能质量测量方法》中规定的各电能质量指标的测量方法进行测量,集谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测、电压不平衡度监测、事件记录、测量控制等功能为一体。装置在电能质量指标参数测量方法的标准化和指标参数的测量精度以及时钟同步、事件标记功能等各个方面均达到了 IEC61000-4-30 A 级标准,能够满足 110kV 及以下供电系统电能质量监测的要求。

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