【正文】 功率、光伏功率與功率因數(shù)關系0 . 8 50 . 90 . 9 510.4kV總進線cosαP1Q1c o sα0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 3 5 0 3 0 0 2 5 0 2 0 0 1 5 0500kW光伏發(fā)電P1t ( s )4 電能質(zhì)量問題與對策 光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)對原有無功補償裝置造成的影響 無功補償裝置投運時 、無功功率和功率因數(shù)局部 1 0 0 0 1 0 2 0 1 0 4 0 1 0 6 0 1 0 8 0 1 1 0 0 1 1 2 0 1 1 4 0 1 1 6 0 1 1 8 0 1 2 0 005 0 01 0 0 00.4kV總進線PQ12 0 1 2 年 7 月 15 日 13 時 6 分 34 秒 0 . 4 kV 總進線功率、光伏功率和功率因數(shù)關系1 0 0 0 1 0 2 0 1 0 4 0 1 0 6 0 1 0 8 0 1 1 0 0 1 1 2 0 1 1 4 0 1 1 6 0 1 1 8 0 1 2 0 0 3 5 0 3 0 0 2 5 0 2 0 0光伏發(fā)電P11 0 0 0 1 0 2 0 1 0 4 0 1 0 6 0 1 0 8 0 1 1 0 0 1 1 2 0 1 1 4 0 1 1 6 0 1 1 8 0 1 2 0 00 . 8 50 . 90 . 9 50.4kV總進線cosαt ( s )P1Q14 電能質(zhì)量問題與對策 光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)對原有無功補償裝置造成的影響 0 5 10 15 20 254006008001 0 0 01 2 0 01 4 0 02 0 1 4 年 7 月 30 日 0 時 53 分 36 秒 0 . 4 kV 總進線三相基波功率趨勢t ( h )P1 (MW)0 5 10 15 20 25500550600650700750t ( h )Q1 (Mvar)無功補償容量確定： 24小時基波有功功率和無功功率 4 電能質(zhì)量問題與對策 光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)對原有無功補償裝置造成的影響解決方案 方案一：修復原串聯(lián) 7%電抗率的無功補償裝置，采用手動投切 10組無功補償支路，補償 400kvar無功功率。 需查找問題根源并制定解決方案。 背景諧波造成光伏逆變器群串并聯(lián)諧振的解決方案 1 光伏逆變器串并聯(lián)諧振的解決方案 治理前后對背景諧波電壓系數(shù)仿真結果，諧振峰消失。 = 10 A Ic39。 應重點關注配電網(wǎng)背景諧波對光伏逆變器入口濾波器產(chǎn)生的不利影響。 對于科學制定光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)的電能質(zhì)量解決方案，電能質(zhì)量測試與評估工作是十分必要和有效的手段。 Kirchhoff Circuit Laws： 三相 不平衡 負載 Ia= 10 A Ib= 10 A Ic= 10 A Ia39。發(fā)現(xiàn)在 35kVⅡ 段母線下不銹鋼用戶有一臺 6000kW中頻爐，整流方式為12脈波整流，即產(chǎn)生較大的 11次、13次、 23次和 25次諧波并注入35kV系統(tǒng)，在系統(tǒng)阻抗上產(chǎn)生了很高的諧波電壓，再通過降壓變壓器，對光伏逆變器產(chǎn)生影響，諧波潮流如右圖所示。 光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖 某配電網(wǎng)高壓進線為 110kV，主變?yōu)?110kV/35kV/10kV 63MVA,35kV側帶工業(yè)負荷，今年新近上了 20MWp光伏發(fā)電系統(tǒng)。 光伏逆變器能否參與配電網(wǎng)的無功補償？不建議跨電壓等級進行無功補償，應以無功潮流最短的原則來確定補償裝置的接入位置。 3kW 單相扶貧光伏逆變器日基波有功和無功功率趨勢 3kW單相扶貧光伏逆變器最大發(fā)電功率為 ，最大無功功率為 ，發(fā)電運行期間的平均功率因數(shù)接近。 3 光伏逆變器的諧波與功率特性 3 光伏逆變器的諧波與功率特性 500kW 光伏逆變器日基波有功和無功功率趨勢（ 270V） 0 5 10 15 20 25 1 0 001002003002023 年 7 月 22 日 0 時 21 分 50 秒 1 5 0 0 k W 逆變器 0 . 2 7 k V 進線三相基波功率趨勢t ( h )P1 (kW)0 5 10 15 20 25 1 0010203040t ( h )Q1 (kvar)500kW光伏逆變器最大發(fā)電功率為，最大無功功率為 kvar，發(fā)電運行期間的平均功率因數(shù)接近 。 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91C3 樓 1 0 0 k W 逆變器 0 . 4 k V 進線主導諧波發(fā)生量頻譜分布圖h/ 次Ih/A3 光伏逆變器的諧波與功率特性 240kW 村集體扶貧光伏逆變器群日諧波發(fā)生量 95%和 99%概率大值的頻譜分布圖（ 380V） 240kW村集體扶貧光伏由組串式逆變器群組成，諧波發(fā)射特性位于低頻段，以 3次、 5次、 7次 、 9次 諧波電流為主，由于其 IGBT的開關頻率較高，未測試到其 IGBT開關頻率附近的諧波。 光伏發(fā)電系統(tǒng)在其無功輸出范圍內(nèi)，應具備根據(jù)并網(wǎng)點電壓水平調(diào)節(jié)無功輸出，參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的能力，其調(diào)節(jié)方 式和參考電壓、電壓調(diào)差率等參數(shù)可由電網(wǎng)調(diào)度機構設定。 但對電流來說情況有所不同，較小幅值的諧波電流可能導致較大的 THD值變化，但此時電力系統(tǒng)受到的威脅并不一定大。 集散式逆變器 光伏接入配電網(wǎng)標準中電能質(zhì)量條款 2 第二部分 When t he DR is se rvi ng bal ance d l i near l oads, h arm oni c curr ent i nje ct i on i nto t he A r ea EPS at t he P C C shal l not ex ceed t he l i m i t s st at ed bel o w in T a bl e3. T he h arm oni c curr ent i nje ct i ons shal l be excl usi ve of any harm oni c curr ent s d ue to harm oni c vol t age d i st ort i on pr es ent in t he A r ea E PS w i t ho ut t he DR c onne ct ed. T ab le 3 M axi mu m ha rm on ic cu rr ent d ist ort io n in pe rce nt of c urr en t ( I )a Indi vi dual harm oni c O rder h ( odd harm oni cs ) b h 11 11 ≤ h 17 17 ≤ h 23 23 ≤ h 35 35 ≤ h T ot al D em and D i st ort i on ( T D D ) Per cent ( %) a ． T he gr eat er of t he L o ca l EPS m axi m um l oad curr e nt i nte grat ed dem and(15 or 30 m i nutes ) w i t hout t he DR uni t , or t he D R u ni t rat e curr ent capa ci t y ( t ransf o rm ed to t he PC C w h en a t ransf orm er exi st s bet w ee n the D R u ni t and t he P C C ) b ． E v en h arm oni cs ar e l i m i t ed to 25% of t he odd ha rm oni c l i m i t s above. 2 光伏接入配電網(wǎng)標準中電能質(zhì)量條款 IEEE_Std_15742023 IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power System Harmonics 2 光伏接入配電網(wǎng)標準中電能質(zhì)量條款 GB/T 304272023 《 并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器技術要求和試驗方法 》 并網(wǎng)電流諧波 奇 次、偶次諧波含有率限值 奇次諧波次數(shù) 含有率限值（ % ） 偶次諧波次數(shù) 含有率限值（ % ） 3~9 2~10 1 1~15 12~16 17~21 18~22 23~33 24~34 35 以上 36 以上 諧波電流含有率是否科學？基波電流較小時，諧波電流含有率意義不大！ 并網(wǎng)運行時，逆變器不應造成電網(wǎng)電壓波形過度畸變和注入電網(wǎng)過度的電流，以確保對連接到電網(wǎng)的其他設備造成不利影響。 缺點：（ 1）功率器件電氣間隙小，不適合高海拔地區(qū)；元器件較多，集成在一起，穩(wěn)定性稍差；（ 2）戶外型安裝，風吹日曬很容易導致外殼和散熱片老化；（ 3）逆變器數(shù)量多，總故障率會升高，系統(tǒng)監(jiān)控難度大；（ 4）不帶隔離變壓器設計，電氣安全性稍差，不適合薄膜組件負極接地系統(tǒng)。 光伏2023年 1~2月累計發(fā)電量區(qū)域分布圖 1 5 %5 %6 %5 1 %0 . 3 %2 3 %華 北 電 網(wǎng)西 北 電 網(wǎng)華 東 電 網(wǎng)華 中電 網(wǎng)南 方電 網(wǎng)東 北 電 網(wǎng)0 . 3 %1 7 %1 1 %6 %4 0 %1 %2 5 %華 北 電 網(wǎng)西 北 電 網(wǎng)華 東 電 網(wǎng)華 中電 網(wǎng)南 方電 網(wǎng)東 北 電 網(wǎng) 1 %光伏累計裝機 容量區(qū)域分布圖 1 前言 1 前言 安徽省是全國率先實施光伏扶貧的省份，截至 2023年 12月底來自安徽省能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 1 7 %1 1 %6 %4 0 %1 %2 5 %華 北 電 網(wǎng)西 北 電 網(wǎng)華 東 電 網(wǎng)華 中電 網(wǎng)南 方電 網(wǎng)東 北 電 網(wǎng) 1 %光伏累計裝機 容量區(qū)域分布圖 1 6 %1 8 %9 %2 8 %3 %2 6 %華 北 電 網(wǎng)西 北 電 網(wǎng)華 東 電 網(wǎng)華 中 電 網(wǎng)南 方電 網(wǎng)東 北 電 網(wǎng) 1 %光伏新增裝機容量區(qū)域分布圖 我國的光伏裝機正在從傳統(tǒng)的西北地區(qū)向中東部轉移，主要增長為華中地區(qū) 。 近 20年來一直致力于供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量測試、分析與控制技術的研究與工程應用，擅長于大型企業(yè)用戶供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量系統(tǒng)解決方案的設計與仿真工作。 寧波 講座人簡介 朱明星，副教授，碩士生導師，安徽大學教育部電能質(zhì)量工程研究中心