电能质量治理亟待革新解决低电压从两方面入手-第2页-北极星售电网

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国网福建省电力有限公司电力科学研究院电网技术中心系统分析室高工张逸：研究表明，对于目前的电网，当分布式能源(DER)渗透率达到15～20%时，必须增加系统的灵活性，通过对电网的实时管理，才能保证电力平衡和安全稳定性。

近年来，分布式能源推动了配电网的形态转变。目前，由于分布式电源等接入，被动配电网方面，可再生能源发电功率难以预测，电网无法协调，导致供电质量下降。现有的措施只能靠提升变电容量，限制分布式电源的容量和出力。但是结果仍然是设备利用率低、供电经济性差、强制弃风弃光等。为电能质量带来各种隐患。

新能源的发展推动了被动配电网向主动配电网转变。

区别于被动配电网，主动配电网内部具有分布式或分散式能源，且具有控制和运行能力。小规模分布式能源的接入只会影响配电网的单点或局部的运行，而大规模、高渗透率的分布式能源接入却会影响电力系统的全局运行，并对配电网的电能质量带来不容忽视的影响。

因此，主动配电网的转变会对电能质量带来新的问题。在电压波动方面，配电网的电压质量与无功电压控制密切相关。

传统配电网运行时是无源的，无功电压控制模式相对简单。当分布式能源接入配电网后，由于分布式能源设备具有间歇性、随机性、非线性特征，这不但使得配电网运行时的无功电压控制模式相对复杂，而且还有可能导致配电网出现有功潮流反向和无功潮流的不确定性，进而影响电压质量。

在谐波方面，区别于使用旋转电机的传统电源，利用电力电子装置的分布式电源具有很强的非线性特性，其输出电量波形包含较宽频谱，若控制方式或出口滤波器设计不当，易造成电网的谐波污染。逆变器所使用的出口滤波电路易与电网参数发生谐振。高渗透率下光伏发电系统所有并联运行的光伏微源须保持同步，否则各逆变光伏微源之间将存在很大的环流。

此外，在电能质量监测治理方面，多点多类型分布式电源接入的环境中，各分布式电源之间、分布式电源与非线性负荷之间又会相互影响。目前DFACTS设备多基于本地信息量进行控制，而且都是针对不同目标单独设计和安装的，设备之间缺乏协调配合各DFACTS设备可能与分布式电源之间相互作用。

为应对主动配电网建设带来的电能质量问题，迫切需要新的控制手段。

据张逸介绍，主动配网可以通过分布式电源等可控元件，实现更精准的的柔性主动电压控制、集群需求响应、实现系统级的主动功率控制、干扰源建模、谐波潮流计算、电压暂降域分析、干扰源定位问题。

电力电子化给电能质量带来三重挑战

清华大学教授姜齐荣：FACTS与大功率电力电子技术的应用满足电网发展，负荷增长以及对电能质量的提出新需求。

近年来，电力系统电力电子化趋势明显。先进电力电子技术智能化是建设智能电网的关键，也是今后世界各国电力系统电力电子技术发展的方向。从我国电网的基本情况考虑，各种基于电力电子器件的系统控制器将得到更广泛的应用，柔性直流输电技术和FACTS技术的日趋成熟，能在不增加输电走廊的前提下充分利用现有输电线路，提高传输容量和稳定性。

近年来，电力系统中的大功率电力电子技术正在逐步发展。电力电子技术正在上演着各种替代，电力电子器件成为一个常用元件，用电力电子开关代替传统机械开关。此外，电力电子变流器作为整体工作，电力电子变流器可以通过并联或串联接入系统。

事实上，电力电子系统正在日益充斥于电力系统发、输、配、用各个环节。例如，在发电领域，大量发电设备通过变换器接入分布式发电、使储能调节特性发生大的变化。输电方面，柔性交、直流输电，传统直流都需要更多的电力电子技术，来进行控制调节。

电力系统日益电力电子化，也为电能质量领域带来了新的挑战。首先，传统电参量时间尺度过大，无法适应电力系统发展需求。相量、有效值、有功、无功理论面临挑战。其次，电磁暂态稳定问题初步显现，传统机电暂态稳定发生变化(发电机、负荷等特性发生大变化)、电磁暂态稳定问题显现，现有通信技术无法满足电磁暂态稳定控制要求。再次，电力电子设备保护动作速度快于线路保护，短路后模型差别大，分析难且保护选择性实现难度大。

姜齐荣表示，正是基于以上新的挑战，电能质量正在引起广泛关注。欧美电能质量问题每年造成巨大的损失，由于电压暂降等，导致欧美每年各损失1200亿美元以上。我国电能质量问题造成损失也在逐年增大，传统工业领域电能质量问题仍突出。冲击性非线性负荷多，电弧炉、变频器、冲击负荷等，电力电子设备的大量应用导致电能质量问题严重。

新能源、分布式发电恶化电能质量，微电网电能质量问题等。

因此，迫切需要厂家生产出响应速度快，有效抑制电压波动与闪变，适应能力强-各种场合与负荷配合不发生谐波放大的产品。因为，目前的SVC、STACOM均有弱系统振荡问题。此外，产品要求占地面积小，因为大部分场地已固定，征地困难;电压偏低与偏高时均具备强的无功补偿能力，运行可靠稳定，在系统冲击、电压暂降或升时均能运行;能同时治理谐波与不平衡等多种电能质量问题，运行节能。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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