高蘭恩

（河北工程技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校，河北 滄州 061001）

1 分布式電源對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響

分布式電源能對(duì)配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。這種影響取決于多種因素，包括應(yīng)用的分布式電源的容量和類(lèi)型，饋電線(xiàn)特性，分布式電源的控制方法。

對(duì)于任何分布式電源系統(tǒng)，電壓波動(dòng)是必須考慮的影響，特別是對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。其它分布式電源也能導(dǎo)致電壓閃變，比如當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載發(fā)生突然變化時(shí)，電壓輸出將產(chǎn)生短期振蕩，形成明顯的電壓波動(dòng)。圖1表示了一個(gè)大型分布式電源接入系統(tǒng)后，可能發(fā)生的電壓波動(dòng)情況，饋電線(xiàn)上的電壓波動(dòng)可能超過(guò)工業(yè)禁止的波動(dòng)限制。GE的波動(dòng)曲線(xiàn)是最多被采用的工業(yè)指導(dǎo)原則，在IEEE標(biāo)準(zhǔn)519-1992。如果分布式電源沒(méi)有被正確控制或輸出短時(shí)間劇烈波動(dòng)都能導(dǎo)致電壓波動(dòng)問(wèn)題。大容量的光伏發(fā)電和風(fēng)站能產(chǎn)生這種波動(dòng)。傳統(tǒng)電機(jī)也能產(chǎn)生這種問(wèn)題。所有分布式電源運(yùn)行時(shí)不能超過(guò)電壓波動(dòng)曲線(xiàn)限制。

2 電壓波動(dòng)的控制

當(dāng)發(fā)電機(jī)放置的位置使短路電流相對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電流的比率很高時(shí)，電壓波動(dòng)可以限制在可以承受的范圍內(nèi)，也可以通過(guò)使用精確的控制方案限制發(fā)電機(jī)輸出的變化率，從而限制電壓波動(dòng)。比如，許多逆變器和旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)具有軟啟動(dòng)功能，允許他們?cè)谠S多秒內(nèi)緩慢的提高電壓，比直接打開(kāi)電源要好的多。精確的異步機(jī)速度匹配和同步機(jī)的同步能夠減少電力系統(tǒng)并網(wǎng)過(guò)程造成的電壓波動(dòng)。使用分布式電源專(zhuān)用的變壓器能減輕二次側(cè)系統(tǒng)的其它負(fù)載的電壓波動(dòng)問(wèn)題。

當(dāng)在饋電線(xiàn)上放置大型分布式電源時(shí)，需要更先進(jìn)的輸出方法。這就包括快速響應(yīng)電壓調(diào)整器，或利用無(wú)功補(bǔ)償裝置。例如，許多逆變器能產(chǎn)生前移或滯后無(wú)功功率，利用這特性迅速的調(diào)整線(xiàn)路電壓。事實(shí)上，如果正確運(yùn)用這些特點(diǎn)，這種控制類(lèi)型的分布式電源組合能提高饋電線(xiàn)的電能質(zhì)量。

3 對(duì)電壓波動(dòng)的要求

如果分布式電源造成的線(xiàn)路電壓波動(dòng)超過(guò)一定范圍，應(yīng)該停止運(yùn)行。圖2顯示了由于分布式電源造成的電壓的變化。但是要評(píng)定發(fā)生擾動(dòng)的數(shù)量和等級(jí)卻是不容易的。依賴(lài)于很多因素，包括電源的類(lèi)型和單元的運(yùn)行方式。但是如果存在威脅，需要基于波動(dòng)曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行快速的計(jì)算，譬如，如果電力系統(tǒng)上的分布式電源造成的最壞情況電壓波動(dòng)小于0.5%。如果最壞情況下的波動(dòng)到2%或3%。這時(shí)候就成為威脅了。盡管如此，需要確定他們發(fā)生的時(shí)間，頻率和擾動(dòng)的包絡(luò)形狀，觀察和波動(dòng)曲線(xiàn)符合的部分。

保證不發(fā)生這問(wèn)題的一個(gè)途徑是把分布式電源放置在特定的位置，這一特定位置需要滿(mǎn)足的條件是電力系統(tǒng)可承受的故障電流要大于分布式電源輸出電流的100倍以上。這樣可以保證輸出從0升到100%時(shí)電壓波動(dòng)不超過(guò)1%和0.5%從0升到50%時(shí)電壓波動(dòng)不超過(guò)0.5%。分布式電源的輸入電流影響?zhàn)侂娋€(xiàn)電壓。依據(jù)輸入電流的相位角和大小，電壓降低或升高。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，如果波動(dòng)計(jì)算結(jié)果表明電壓波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，分布式電源需要用適當(dāng)?shù)难b置解決或減輕這問(wèn)題。所用裝置可以是專(zhuān)用的變壓器，或分布式電源上的電壓和功率調(diào)整裝置，也可以是通過(guò)對(duì)分布式電源上的運(yùn)行限制來(lái)防止波動(dòng)的產(chǎn)生。

［1］丁明，王敏.分布式發(fā)電技術(shù)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2004,24(7):31－36.

［2］高笑，趙宏偉，馮璞喬.基于分布式發(fā)電的配網(wǎng)規(guī)劃初探[J].江蘇電機(jī)工程，2005,24(2):9－11.