新型電力系統(tǒng)下的電能質(zhì)量問題分析與思考

隨著新型電力系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲”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)量問題更加突出，而且發(fā)生了新的變化。

在“雙碳”目標下，新能源為主體的新型電力系統(tǒng)給電能質(zhì)量領(lǐng)域帶來的機遇和挑戰(zhàn)，進一步促進電能質(zhì)量標準化工作開展。

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、能源供給不確定等特點。

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

●新能源電力系統(tǒng)過載能力低，對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情況下容易脫網(wǎng)，給系統(tǒng)穩(wěn)定帶來不利影響。

●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、寬頻帶電磁動態(tài)引發(fā)全新的穩(wěn)定性問題，穩(wěn)定控制難度增加。

●由于風電、光伏等的出力取決于風、光照強度等環(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造成電壓越限、三相不平衡以及諧波。

光伏、風電等新能源具有波動性、隨機性、間歇性，會導致電壓中斷、暫態(tài)過電壓、三相不平衡；電力電子裝備具有非線性特征，隨著電力電子器件的開關(guān)頻率不斷提高，會導致系統(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)的電壓偏差問題主要表現(xiàn)為電壓過高，且日益突出。其問題來源包括分布式電源（DG）出力波動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，DG的接入會導致某些節(jié)點電壓偏差超過限值，線路重載時，電網(wǎng)中接入分布式光伏電源有助于減少線路電壓損失，并抬升饋線電壓。

新型電力系統(tǒng)中，各種非對稱性故障、分布式電源三相不平衡以及單相負荷/電源也在加劇三相不平衡。對此，需要對各相電壓電流進行調(diào)整，包括實施自動換相、配電網(wǎng)絡重構(gòu)、負荷動態(tài)規(guī)劃等運行措施，應用三相不平衡補償裝置等。

新型電力系統(tǒng)的諧波問題也呈現(xiàn)出新的特征，表現(xiàn)為：污染來源更加廣泛、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)測系統(tǒng)獲取諧波相關(guān)的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析、建立諧波模型；然后確定諧波位置、主導諧波源，并進行諧波責任劃分，再根據(jù)諧波溯源的結(jié)果對關(guān)鍵諧波源進行治理。其中，精準的諧波溯源和合理的諧波責任劃分是諧波監(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)各類保護機制多用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較明顯變化后的最后保護手段，其往往難以捕捉到事故前夕的細微數(shù)據(jù)變動。應對新型電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題，路之生推出的電能質(zhì)量云檢測系統(tǒng)，可實現(xiàn)對裝置、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和保護(設備數(shù)據(jù)實時遠傳、設備故障主動上報等)，管理人員可通過PC或手持終端隨時隨地迅速準確掌握設備及系統(tǒng)的運行狀況。

目前市面上電能質(zhì)量治理產(chǎn)品種類繁多，但更多的為單一產(chǎn)品，且沒有全面考慮不同現(xiàn)場的實際情況。最終，這些產(chǎn)品無法滿足用戶實際所需要的治理效果。路之生團隊深度應用“全電流、全電壓”技術(shù)理論，以貼合客戶運行環(huán)境的技術(shù)方案和完整的項目技術(shù)流程，從成本、性能、可靠性等角度綜合考慮，為電能質(zhì)量用戶排憂解難。