劉艷

摘要：因配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、光伏接入及位置的多樣性，會(huì)給配網(wǎng)的諧波分析產(chǎn)生影響，所以需要對配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、控制、運(yùn)營進(jìn)行換代、升級才可以更好地適應(yīng)新型分布光伏發(fā)電術(shù)應(yīng)用。文章介紹了配電網(wǎng)接入分布光伏發(fā)電對諧波的影響，并制定了相應(yīng)的管制辦法，確保配電網(wǎng)接入分布式電源后穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電；配電網(wǎng)；諧波特性；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；電務(wù)系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM712 文章編號：1009-2374（2017）10-0195-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.098

伴隨全球能源短缺、環(huán)境污染等加深，分布光伏發(fā)電術(shù)憑借清潔無污、資源的豐富等特點(diǎn)贏得社會(huì)普遍關(guān)注及國家相關(guān)政策大力支持。光伏發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)經(jīng)逆變器等電力、電子設(shè)備并到電網(wǎng)中，形成諧波流到配電網(wǎng)，影響配電網(wǎng)的諧波。其中配電網(wǎng)諧波種類比較多，會(huì)展現(xiàn)多分布的參數(shù)特點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致多接入點(diǎn)的分布式光伏配電網(wǎng)諧波放大特點(diǎn)、傳輸特點(diǎn)變得繁雜。因此，在接入分布式光伏發(fā)電后絕不能忽略其對配電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的影響。

1 分布光伏發(fā)電配電諧波相關(guān)機(jī)理

分布光伏發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)，其諧波注入電網(wǎng)內(nèi)污染到配電網(wǎng)的諧波。其光伏電源等效內(nèi)阻為無窮大諧波的電流源，其中配電網(wǎng)相關(guān)結(jié)構(gòu)、光伏并網(wǎng)點(diǎn)、多點(diǎn)或單點(diǎn)接入法、母線的短路容量差異均會(huì)對分布式光伏配電網(wǎng)的諧波傳輸與放大性能造成影響。此外，配電網(wǎng)相關(guān)背景諧波可能造成光伏并網(wǎng)點(diǎn)的諧波水平出現(xiàn)加劇，配電網(wǎng)中在接入分布光伏發(fā)電的系統(tǒng)后，接入方法、實(shí)際位置會(huì)影響配電網(wǎng)相關(guān)諧波，所以創(chuàng)建分布式光伏發(fā)電配電網(wǎng)電路來分析諧波分布的特點(diǎn)與傳輸特性。

在配電網(wǎng)中接入幾個(gè)分布式光伏之后，因?yàn)楦鱾€(gè)分布式的光伏控制均是獨(dú)立的存在，所有產(chǎn)生諧波電流相角也不一樣，常規(guī)電流源和諧波電流疊加的原理則一樣，疊加后諧波的電流是所有諧波源的電流矢量和。光伏發(fā)電諧波電流大部分是經(jīng)過配電主干線流到公共網(wǎng)中，諧波電流不會(huì)自負(fù)荷節(jié)點(diǎn)流，接入點(diǎn)和配電線末端較近，其諧波電流自接入點(diǎn)后配電主干支路的流過量會(huì)越小。末端接入的分布光伏時(shí)，諧波電壓最高的位置是光伏并網(wǎng)點(diǎn)，因而末端不易接入。

2 分析接入分布式光伏發(fā)電對配電網(wǎng)諧波造成的影響

2.1 不同接入位置對諧波造成的影響

配電網(wǎng)中接入位置、方式不同的分布式光伏電源均會(huì)影響到電能的質(zhì)量，在接入分布式光伏電源時(shí)需考慮各個(gè)位置對諧波產(chǎn)生的不同影響。在接入容量、方法、諧波源的模型沒有發(fā)生變化時(shí)，分布光伏的位置和系統(tǒng)母線距越近，其線路的整體諧波畸變就越低，但如果最大諧波的電壓畸變點(diǎn)在線路的末端節(jié)點(diǎn)位置，需要考慮配網(wǎng)負(fù)荷中有無非線性負(fù)荷的存在，如果在系統(tǒng)內(nèi)會(huì)存在諧波的電流注入。所以當(dāng)線路節(jié)點(diǎn)相關(guān)電壓有沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷時(shí)可由線路末端的電壓畸變值判斷，得出正確結(jié)果。改變接入的位置主要為經(jīng)對于基波電壓改變后影響其諧波注入相關(guān)水平，接入容量無超負(fù)荷總?cè)萘繒r(shí)，沿線電壓呈現(xiàn)降低趨向，即分布式光伏電源接在首端位置時(shí)所接入的點(diǎn)基波電壓就會(huì)比接在尾端時(shí)高。但是對恒功率相關(guān)模型的光伏電源來說，如果基波電壓越高則基波的電流越小，因此如果接入位置近尾端，注入PCC的點(diǎn)諧波相關(guān)電流越大，同樣反之，當(dāng)接入光伏的電源位置越靠近其系統(tǒng)母線，則注入PCC的諧波電流就越小。若要降低諧波的畸變率，則不能在線路尾端接入分布式光伏電源，可接在線路負(fù)荷相對較重的中間節(jié)點(diǎn)位置。

2.2 分散方式對諧波造成的影響

在配電網(wǎng)中接入分布式光伏電源時(shí)，考慮到資源分布和用戶的具體需求等問題，對分布式光伏進(jìn)行具體規(guī)劃時(shí)難以將其聚集在同一負(fù)荷點(diǎn)，如果接入的容量比較大，往往會(huì)分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)。另外，根據(jù)負(fù)荷比例和平均接入的整體諧波水平均比隨機(jī)接入高的情況來看，導(dǎo)致該情況產(chǎn)生的因素主要有兩點(diǎn)，隨機(jī)接入時(shí)接在首端容量比較大，從接入位置分析接入位置及系統(tǒng)母線較靠近能減少諧波的注入水平，同時(shí)可將光伏逆變相關(guān)電源當(dāng)成小諧波源，諧波源間諧波體現(xiàn)其疊加關(guān)系，其中兩臺諧波源靠較近其相角會(huì)較近，以線性相關(guān)疊加形式展現(xiàn)。若單點(diǎn)量多會(huì)發(fā)生相角的正負(fù)抵消，其注入諧波會(huì)小于分散接入時(shí)注入的諧波。

2.3 負(fù)荷輕載對諧波造成的影響

在配電網(wǎng)中實(shí)際光伏出力與配網(wǎng)負(fù)荷實(shí)時(shí)都在發(fā)生變化，變化的幅度均比較大，而且國標(biāo)中嚴(yán)格控制著節(jié)點(diǎn)電壓的畸變率和注入的PCC點(diǎn)諧波電流，所以需將比較極端的狀況也考慮在其中，避免注入諧波高出國標(biāo)限值范圍。通過具體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)重載時(shí)，饋線諧波比輕載時(shí)高，造成該現(xiàn)象的原因是：一是負(fù)荷輕載線電壓逐漸出現(xiàn)升高，功率定時(shí)其光伏電源諧波的基波電流降低，而諧波電流隨之降低，同時(shí)依據(jù)整體相關(guān)情況發(fā)現(xiàn)負(fù)荷輕載可造成諧波的水平下降；二是負(fù)荷自身屬于諧波源，其輕載負(fù)荷的注入諧波相關(guān)電流比較小，逆變器相關(guān)諧波電流比負(fù)荷電流高，其不會(huì)造成比較大效果影響，但諧波水平不會(huì)出現(xiàn)惡化的情況。

3 結(jié)語

作為可再生新型能源，分布式光伏發(fā)電有著勢不可擋的發(fā)展、上升趨勢。當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入分布式光伏發(fā)后，單電源相關(guān)輻射狀網(wǎng)會(huì)變?yōu)楸椴加脩?、電源中多源的互?lián)網(wǎng)絡(luò)，而電能質(zhì)量的特性也會(huì)變得更復(fù)雜。通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)分布式的光伏于并網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生電壓的閃變較小，其電壓閃變與波動(dòng)程度和光伏功率大小、電網(wǎng)的短路容量有關(guān)，有效掌握其分布光伏發(fā)電相關(guān)接入對于配電網(wǎng)諧波特性的影響及因素，可有效發(fā)揮并提高其在配電網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：小 燕）