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分布式電源并網(wǎng)對電能質(zhì)量的影響——諧波問題

2018-11-26 17:49:37 《電力設(shè)備管理》  點擊量: 評論 (0)
在復(fù)雜的周期性振蕩中,包含基波和諧波。和該振蕩最長周期相等的正弦波分量稱為基波(比如中國家庭用電220伏、50赫茲的正弦震蕩即為基波),相應(yīng)于這個周期的頻率稱為基本頻率。頻率等于基本頻率的整倍數(shù)的正弦波分量稱為諧波。

在復(fù)雜的周期性振蕩中,包含基波和諧波。和該振蕩最長周期相等的正弦波分量稱為基波(比如中國家庭用電220伏、50赫茲的正弦震蕩即為基波),相應(yīng)于這個周期的頻率稱為基本頻率。頻率等于基本頻率的整倍數(shù)的正弦波分量稱為諧波。

諧波會對公用電網(wǎng)造成危害:使電網(wǎng)中元件產(chǎn)生附加的諧波損耗,降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的使用效率;在中性線上疊加出電流,使中性線發(fā)熱甚至發(fā)生火災(zāi);引起電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串諧振,從而使諧波放大,上述危害進一步加大;使繼保設(shè)備誤動作,測量設(shè)備失準等。此外,還會對通信、電子類設(shè)備產(chǎn)生干擾。

分布式電源是諧波源,在正常運行時,所采用的一些電力電子設(shè)備會產(chǎn)生一系列的諧波分量。分布式電源并網(wǎng)導(dǎo)致大量的電力電子轉(zhuǎn)換器應(yīng)用到系統(tǒng)中,例如太陽能光伏電池、燃料電池等并網(wǎng)時需通過逆變器接入交流電網(wǎng);微型燃氣輪機的輸出是高頻電壓,風電機組的輸出電壓頻率與風力機的轉(zhuǎn)速有關(guān),這些分布式電源并網(wǎng)往往都要經(jīng)過變流器。這些變流器是通過電力電子器件的頻繁開通和關(guān)斷來實現(xiàn)電力變換功能的,其輸入輸出關(guān)系具有明顯的非線性特征。

開關(guān)器件頻繁的開通和關(guān)斷容易產(chǎn)生一系列的請波分量,對電網(wǎng)造成諧波污染。其中開關(guān)頻率附近的諧波分量幅度較大,是優(yōu)先需要重視的諧波分量。另外,在分布式電源的特殊運行情況下,例如三相不平衡、直流偏磁等非理想情況,也會造成諧波增加。

與傳統(tǒng)電網(wǎng)諧波相比,分布式電源由于數(shù)量眾多,不同諧波源產(chǎn)生諧波不同,并且新能源接入使用的換流器的開關(guān)頻率更高,使諧波本身的產(chǎn)生機理、傳播特性更加復(fù)雜,更易引發(fā)諧波諧振以及穩(wěn)定性問題。

其次,分布式電源接入電網(wǎng),其參數(shù)具有較強的波動性與隨機性,產(chǎn)生的諧波使電網(wǎng)參數(shù)隨時變化,諧波分析噪聲干擾大。并且,分布式電源離負荷近,產(chǎn)生的諧波對附近負荷供電質(zhì)量影響更明顯。由于接入配電網(wǎng)電壓等級低,阻抗標幺值相對大,諧波電流產(chǎn)生的情況下,線路兩端的諧波電壓更明顯。

以上原因就使得分布式電源的接入對電網(wǎng)的諧波帶來了不可忽視且復(fù)雜的影響。分布式新能源并網(wǎng)在帶來諧波問題的同時,若能合理接入,則能與電網(wǎng)背景諧波相互抵消、使網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相互匹配,降低電網(wǎng)的諧波水平和諧波諧振發(fā)生的幾率。

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責任編輯:蔣桂云

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