并网光伏发电对电网电能质量的影响
2024-08-07
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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、间歇性的转变是光伏发电对电网爆发影响的主要因素。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水平上决议光伏发电的电能质量能否抵达并网要求。光伏发电并网运行时会爆发谐波、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，对电网造成倒运影响，严重时会于扰供用电系统及光伏发电装备自身的清静稳固运行。
1谐波影响
光伏发电是通过光伏组件将太阳能转化为直流电，再经由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，逆变器是爆发谐波的主要装备。并网逆变器内部电力电子元件的大宗应用，提升了系统的信息化和智能化处置惩罚，但也增添了大宗的非线性负载，造成波形失真，给系统带来大宗谐波。逆变器开关切换速率的延迟，也会影响电网系统内部整体动态性能的输出，爆发小规模的谐波。若是在天气(辐照度、温度)转变较大的情形下，谐波的波动规模也会随之变大。只管单台并网逆变器输出电流谐波较小，可是多台并网逆变器并联后输出电流的谐波会爆发叠加，从而形成输出电流谐波超标征象。别的，逆变器并联容易爆发并联谐振，进而导致耦合谐振征象，造成特定次并网谐波电流扩大，爆发并网电流谐波含量超标问题。
针对光伏接入后的电能质量问题，提出抑制谐波的有用要领：
（1）从谐波爆发的源头入手，对谐波源举行刷新，镌汰谐波注入。
（2）装置有源或无源滤波器，以吸收某些特定次数的谐波电流。
（3）装设附加的谐波赔偿装置。
2电压波动和闪变
在古板配电网中，有功功率、无功功率随时间转变才会引起系统电压波动。而关于光伏发电而言，光伏发电系统有功功率的转变是引起接入点电压波动和闪变的主要因素。光伏发电系统焦点部件光伏电池板的大功率点与辐照强度、天气、季节、温度等因素亲近相关，这些自然因素的随机转变引起输出功率转变较大，致使负载功率在一定规模内转变频仍，从而引起并网用户负载端电压波动和闪变。
现在针对光伏电压波动和闪变问题的解决要领主要有：
（1）优化光伏并网逆变器控制战略，提高电压的稳固性 ；
（2）加大变电站母线短路容量 ；
（3）在光伏电站容量确定的情形下，提高其功率因数，以增添有功功率总量，从而降低无功功率转变量，知足电压波动的限值要求。
3直流注入问题
并网光伏发电系统中另一亟待解决的要害问题：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装备带来倒运影响。相关划定明确，并网发电装置向电网注入的直流电流分量不可凌驾装置额定电流的0.5%。直流注入爆发的主要缘故原由有：
（1）电力电子器件自身疏散性及驱动电路纷歧致差池称等 ；
（2）大功率控制器内部丈量器件保存的零点漂移和非线性 ；
（3）各开关器件线路阻抗的差池称，寄生参数和寄生电磁场的影响等。
现在抑制直流注入的主要要领包括：检测赔偿法 ；优化设计逆变器并网结构 ；电容隔直 ；虚拟电容法 ；装置隔离变压器等。
4孤岛效应的影响
孤岛效应是指由于人为因素或自然因素造成电网中止供电，但各个并网光伏发电系统没能实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自力运行的征象。随着并网光伏发电接入渗透率的一直扩大，孤岛效应爆发的几率也逐渐增添。孤岛效应的形成对整个配电网电能质量造成倒运影响，主要包括：
（1）在孤岛效应爆发位置，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装备损坏和重合闸故障等，同时可能会对电网维修职员造成小我私家清静隐患。
（2）在供电恢复历程中，由于电压相位之间差别步将会爆发浪涌电流，有可能导致电网波形瞬间下跌。
（3）光伏发电系统泛起孤岛效应之后，若是原供电模式为单相供电模式，有可能使配电网爆发三相负荷差池称的问题，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法，仅仅依赖光伏发电系统供应电能，若该供电系统容量太小或未装置储能装置，均有可能造成用户负荷泛起电压不稳固和闪变问题。
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