新型電力系統(tǒng)下的電能質(zhì)量問(wèn)題分析與思考

隨著新型電力系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”側(cè)特性發(fā)生巨大改變，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問(wèn)題更加突出，而且發(fā)生了新的變化。

在“雙碳”目標(biāo)下，新能源為主體的新型電力系統(tǒng)給電能質(zhì)量領(lǐng)域帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，進(jìn)一步促進(jìn)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作開(kāi)展。

1.新型電力系統(tǒng)特征

新型電力系統(tǒng)的可再生能源占比高、電力電子裝備占比高，因而具有系統(tǒng)慣量低、抗擾能力低、多尺度響應(yīng)、能源供給不確定等特點(diǎn)。

●新能源機(jī)組因采用電力電子變流器接口，不再具備傳統(tǒng)同步機(jī)組基于旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的慣量響應(yīng)特性。

●新能源電力系統(tǒng)過(guò)載能力低，對(duì)頻率和電壓偏差的耐受能力不足，在系統(tǒng)頻率或電壓大幅波動(dòng)情況下容易脫網(wǎng)，給系統(tǒng)穩(wěn)定帶來(lái)不利影響。

●多樣化變流器之間及其與傳統(tǒng)電網(wǎng)元件之間的多尺度、寬頻帶電磁動(dòng)態(tài)引發(fā)全新的穩(wěn)定性問(wèn)題，穩(wěn)定控制難度增加。

●由于風(fēng)電、光伏等的出力取決于風(fēng)、光照強(qiáng)度等環(huán)境氣候因素，存在較大的不確定性。

新型電力系統(tǒng)的可再生能源占比高、電力電子裝備占比高的特性會(huì)造成電壓越限、三相不平衡以及諧波。

光伏、風(fēng)電等新能源具有波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性，會(huì)導(dǎo)致電壓中斷、暫態(tài)過(guò)電壓、三相不平衡；電力電子裝備具有非線(xiàn)性特征，隨著電力電子器件的開(kāi)關(guān)頻率不斷提高，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生諧波、甚至是超高次諧波。因此，相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問(wèn)題更加突出，而且有新的變化。

2.新型電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問(wèn)題

與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，新型電力系統(tǒng)的電壓偏差問(wèn)題主要表現(xiàn)為電壓過(guò)高，且日益突出。其問(wèn)題來(lái)源包括分布式電源（DG）出力波動(dòng)性且接入位置分布不均，高比例并網(wǎng)引發(fā)電壓越限；配電網(wǎng)輕載時(shí)，DG的接入會(huì)導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)電壓偏差超過(guò)限值，線(xiàn)路重載時(shí)，電網(wǎng)中接入分布式光伏電源有助于減少線(xiàn)路電壓損失，并抬升饋線(xiàn)電壓。

新型電力系統(tǒng)中，各種非對(duì)稱(chēng)性故障、分布式電源三相不平衡以及單相負(fù)荷/電源也在加劇三相不平衡。對(duì)此，需要對(duì)各相電壓電流進(jìn)行調(diào)整，包括實(shí)施自動(dòng)換相、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、負(fù)荷動(dòng)態(tài)規(guī)劃等運(yùn)行措施，應(yīng)用三相不平衡補(bǔ)償裝置等。

新型電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題也呈現(xiàn)出新的特征，表現(xiàn)為：污染來(lái)源更加廣泛、交互耦合更加緊密、不確定性更顯著等。

如何處理諧波？首先需要利用諧波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取諧波相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、建立諧波模型；然后確定諧波位置、主導(dǎo)諧波源，并進(jìn)行諧波責(zé)任劃分，再根據(jù)諧波溯源的結(jié)果對(duì)關(guān)鍵諧波源進(jìn)行治理。其中，精準(zhǔn)的諧波溯源和合理的諧波責(zé)任劃分是諧波監(jiān)控與治理的前提，也是高品質(zhì)電能的保證。

3.解決方案

常規(guī)各類(lèi)保護(hù)機(jī)制多用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較明顯變化后的最后保護(hù)手段，其往往難以捕捉到事故前夕的細(xì)微數(shù)據(jù)變動(dòng)。應(yīng)對(duì)新型電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問(wèn)題，路之生推出的電能質(zhì)量云檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)(設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳、設(shè)備故障主動(dòng)上報(bào)等)，管理人員可通過(guò)PC或手持終端隨時(shí)隨地迅速準(zhǔn)確掌握設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

目前市面上電能質(zhì)量治理產(chǎn)品種類(lèi)繁多，但更多的為單一產(chǎn)品，且沒(méi)有全面考慮不同現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。最終，這些產(chǎn)品無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)際所需要的治理效果。路之生團(tuán)隊(duì)深度應(yīng)用“全電流、全電壓”技術(shù)理論，以貼合客戶(hù)運(yùn)行環(huán)境的技術(shù)方案和完整的項(xiàng)目技術(shù)流程，從成本、性能、可靠性等角度綜合考慮，為電能質(zhì)量用戶(hù)排憂(yōu)解難。