一文通览未来电网电能质量挑战-第4页-北极星输配电网

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在未来电网中，有用传统电能质量分析仪的电能质量监测系统、有用于日常电网运行的传统设备（如继电器和控制器），以及包括具有电能质量测量功能的高级计量基础设施（AMI）等，需在他们之间找到平衡。这使电能质量相关投资和成本保持在可接受的水平。

研究新的或比以往更频繁发生的干扰类型，可能需要额外的指标。另一方面，需要简化对电能质量的报告，使用较少的指标。可能还需要新的关于三相不平衡、间谐波、闪变和电压暂降指标。关于这个问题的讨论应尽快在工作组内开始。

9.治理新技术

如果干扰发生的概率高到不可接受的水平，也就是说电磁兼容能力严重不足，则通常需要采取治理措施。发生这种现象的原因可能是由于存在免疫性能较差的设备，或电网中的发射水平过高。引入治理措施通常使电磁兼容能力达到可接受的水平。

可以通过下面三种不同方式引入治理装置：

降低发射水平（设备或装置）

提高电网性能/降低电网中的传输电压等级

提高抗扰免疫力（设备或装置）

一般来说，治理可以基于附加设备（增强免疫力或减少发射）和电网改造（减少干扰现象中的传输阻抗）。新型设备（特别是有源电力电子接口）抵抗不同类型扰动的免疫能力应当加以研究，并且提出改进和应当关注的免疫标准。

附加设备可以集中配置，可能影响到多个客户，或分布式配置（通常作为用户装置的一部分），这仅影响单个用户装置或其中一部分。电网改造和附加设备这两种方法之间存在一定的重叠，例如，集中配置的谐波滤波器也会影响传输阻抗大小。加装治理装置，或提高设备本身的鲁棒性（例如加装EMI滤波器或改变电路拓扑结构），可以增加设备的免疫力。

为了减少低次谐波发射水平并提高能量效率，越来越多的电子设备使用具有较高开关频率的电路拓扑。这种发展趋势将使发射从低频移向高频，因此对“传统”谐波的积极影响也会随之产生超谐波问题的负面影响。减轻一种电能质量问题的同时可能会导致另一种问题的加剧;因此，当试图优化一种情况时，应从“总体”去考虑。

任何有源前端都能够用作有源谐波滤波器（例如光伏逆变器）。除了积极的方面，这种方法也可能引起一些问题，例如，当治理设备归用户所有，或者由于控制数量增加使低压电网的鲁棒性降低，都会对配电系统运行的合理性造成影响。治理措施的积极和消极方面，都必须仔细考虑。

将单相设备（例如，EV充电器和PV逆变器）合理地分配到三相系统中的某一相，可以减少它们对不平衡的影响，而不需要额外的治理设备。通常，会有多个解决方案用于治理不同的现象。除了技术层面，在决定采取一种治理方案时要考虑到其他的方面，如鲁棒性，简单化和治理成本。

10.结论

向未来电网的过渡与电能质量之间的多层关系大致概括如下：

可以用新的技术、法规和市场规则来提高电能质量。近年来的主要发展是采用专用电力电子控制器。其他的发展，如高级电压控制（取用来自多个位置的数据）和电能质量市场问题也不应被忽视。

电能质量是电网发展暴露出来的一系列新挑战之一。例如：连接到低压电网的高渗透率的太阳能电池板，可能导致过电压;风机中换流器的开关频率导致谐波和不平衡发射;EV充电器产生谐波;热泵的反复启动导致可见光闪烁。从研究与实际应用的角度来看，最重要的问题是，随着新型设备连接到电网，可能引发出现新的干扰类型。

当电网中的一些限制，如过载或稳定性极限得以满足时，电能质量可能产生出新的限制。因此，即使电能质量现在不是问题，在未来电网中它很可能会成为一个重要的问题。

为此，设备制造商、电力公司、立法者和研究人员需要共同努力，以确保从当前电网有序地过渡到未来电网。（编译：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)）

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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