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最棘手的问题是,要了解微电网如何组态以逐渐形成未来电网结构。现如今提供的许多关于谐振最小化和缓解谐波的解决方案成本太高,甚至是远离现实的方法,或牵涉到复杂的逆变器控制策略和当前并不使用的技术配置。
随着微电网的逐步形成,可能会有新旧技术的混合体,也可能需要新装置来补偿诸多旧技术,除非在微电网的管理上给予适当的投资。因此,微电网发展就从技术问题转变成了经济问题。除了这些关键参数之外,大污染负荷连接处(PCC)的短路容量变化,将意味着原本达成一致的发射水平就不再适用了。
5.电压无功控制与电能质量
电压无功控制(Volt-VAR)经历了长时间的发展,已经不是简单的电容器组和抽头变换器的协调切换问题。JWG4.24工作组对于电压无功控制的关注重点在文献[7]中有详细讨论。
电压无功控制的一些潜在负面影响有:
短时间欠电压和浅度电压暂降事件的数量增多
(个体的)快速电压变化事件的数量增多,以及与之相关的电压闪变严重性增加
可能导致更严重的谐波频率下的附加谐振
电压无功控制使用的一些设备会发射谐波和高频谐波
更多的开关瞬变,包括由于背靠背换流器导致的更高频率通断变化,和由于多个谐振频率被激发而造成的更高过电压。
需要开展关于量化不同控制算法对电能质量的不利影响的研究,制定指南来规定配网中可接受的电压阶跃的数量和程度,需要有标准化方法来测量和分析快速电压变化。还应开展调查研究的是,使用了电力电子转换器的部分终端用户设备对谐波频率的阻尼作用,以及反复的开关瞬变对终端用户设备造成的影响。
一个需要被提出的最主要的、也是亟待解决的问题是,是否存在某些情况下电压无功控制的负面影响大于正面影响。认清这些情况,可向计划引入电压无功控制新方式的电网运营商提供基本建议。
为了更有效地跟踪和研究新类型的干扰,或者比过去发生更频繁的干扰类型,可能需要引入额外的指标。而另一方面,需要使用更少量的指标来简化电能质量报告。对于这一两难的问题,工作组内正在进行讨论。
使用已经连接到配电网络的设备中的电力电子控制器可以实现快速和精确的电压控制。可以保证非常平滑和恒定的电压,以及在一定场景和时间尺度上提高电压质量。然而,这将需要对现有电压无功控制原理进行全面改进,并且还将要求电网运营商计划采用超出其控制范围的设备。许多快速控制器之间存在的不利互作用问题也必须解决。
6.馈线重构与电能质量
馈线重构对电能质量参数造成影响的情况主要有两种,即电网故障和正常的电网操作。
对于故障发生后的馈线重构,最重要的任务是定位故障点,使电力公司可以在最短时间内为受影响的用户重新供电。近年来,随着配电系统中引入通信技术以及自动开关和重合闸技术,已经可以快速地识别和隔离网络的故障部分。自动恢复过程有助于提高可靠性指标(如SAIDI,SAIFI,CAIDI和MAIFI),并使得供电公司可以在5分钟内恢复对正常馈线部分用户的供电。然而,应用这种技术来提高可靠性指数的同时,也引入了额外的电能质量问题:
正常线路的连续电压暂降事件增加;
对谐波畸变的影响。由于故障变化(尤其是中压等级),或由于接入的负载可能使谐波畸变得以改善,或者导致谐波畸变加剧;
中压和低压网络中的快速电压变化;
由于开关或重合闸的次数过多,以及由于电网从故障中恢复时电压值的显着阶跃变化,而导致的灯光闪烁;
由于开关状态配置的变化和负载重新配置而造成稳态电压方均根值变化和三相不平衡;
在具有分布式电源高渗透率的电网中系统频率产生偏差;
中低压电网中谐振频率变化;
变压器充电数量过多
对于在非故障情况下,正常电网操作的馈线重构,其主要作用是平衡负载和减少网络损耗。由于配电等级的光电系统的随机性,要求注意控制电网中的有功和无功功率分布,使得电能质量参数保持在限制范围内。
具有馈线重构配置能力的好处是提高可靠性,并且可以向分布电网服务商提供操作建议。然而,网络运行的总体目标必须包括使客户在特定时间窗上经历的干扰的数量最小化。为此,需要使用新指标作为监测配电网的电能质量和可靠性(PQR)的度量。
除了故障情况外,馈线重构的同时应保证电能质量;在故障清除过程中,可以允许电能质量参数短时偏离正常值。
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