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分布式光伏发电系统与谐波及三相不平衡

2015-12-11 23:10:27 点击:1638

分布式光伏发电系统与谐波及三相不平衡

1. 谐波
谐波问题是分布式光伏发电系统并网引起的另外一个电能质量问题。按照规定,注入公网连接点的谐波电流允许值及各次谐波电压含有率应满足GB/T14549《电能质量公用电网谐波》中的规定。
分布式光伏发电系统产生谐波的原凶主要侑三个方面:
①由于采用了并网逆变器等电力电子器件,使得分布式光伏向系统注入基波电流的同时,向系统注入谐波电流;特别在光照较弱时,分布式光伏逆变器处于较低功率运行,逆变器采样精度较低,会产生较大谐波;在光照强度或温度变化较大时,分布式光伏电站的输出功率将产生间歇波动,引起谐波污染;同时,电网不对祢故障在的负序电压也会导致分布式光伏电站产生附加的电流谐波。
②分布式光伏发电产生的谐波可能会在逆变器的人口滤波电容器和系统阻抗变压器上产生并联谐振。
③逆变器并联也会对谐波产生一定影响,同类型逆变器并联时,由于内在电路和控制策略一致,因此可能会造成特征次谐波的叠加,而不同类型的逆变器则可能会相互抵消谐波。
当电网内分布式光伏并网发电规模有限时,逆变器产生的高次谐波对电网的污染一般在可控范围内,而当分布式光伏发电容量占总发电量比例上升后,较大的谐波会造成配电网中用电设备的过热、继电保护误动、设备绝缘破坏等危害。因此,必须对分布式光伏电站的谐波进行有效控制。
为了尽量减少谐波,电力电子装置的调制技术是关键。在分布式光伏发电逆变器中,大都采用先进的SVPWM技术,因此在分析中以该技术为基础进行仿真。分布式光伏对于架空线路谐波影响与电缆线路相同,均会出现逐渐上升的趋势,但由于架空线路一般较长,其谐波从未端到首端的衰减逐渐减小。
当分布式光伏接入方案确定时,应综合考虑分布式光伏接入对网损的影响,谐波影响与网损影响相互制约,增加了方案确定的难度。
在分布式光伏接入时,通过多点接入的手段,能够明显抑制谐波等电能质量问题,从而提高分布式光伏的接入容量。如分布式光伏在单点接入10kV时,可通过分散成多个分布式光伏的方式减小谐波的影响。可以看出,分布式光伏采用多点接入时,由于各次谐波之间存仕一定的相位差,其两者叠加,小于两者绝对值之和。


2. 三相不平衡
当分布式光伏采用单相接入时,会使原有三相平衡的电网产生三相电流(或电压)幅值不一致现象,且幅值差甚至有可能超过规定范围,不满足GB/T15543《电能质量三相电压允许不平衡度》的规定。因此,国家电网公司《分布式光伏发电接入系统典型设计》规定,8kW以卜分布式光伏统可采用单相接入,若分布式光伏容量继续增大,则需要考虑三相接入方案。
分布式光伏发电系统具有间歇性,使得分布式光伏各相出力不均匀,该问题主要由两方面因素造成:一方面是大量单相分布式光伏并网,另一方面是三相并网分布式光伏自身输出量的不平衡。