【正文】 EEE_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。 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)。 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。全年發(fā)電量 662億千瓦時，占我國全年總發(fā)電量的 1％。 500kW/250kW/100kW 1 前言 組串式逆變器 優(yōu)點：（ 1）不受組串間模塊差異和陰影遮擋的影響，同時減少光伏電池組件最佳工作點與逆變器不匹配的情況，最大程度增加了發(fā)電量；（ 2） MPPT電壓范圍寬，組件配置更加靈活；在陰雨天，霧氣多的部區(qū)，發(fā)電時間長；（ 3）體積較小，占地面積小，無需專用機房，安裝靈活；（ 4）自耗電低、故障影響小。因為電壓往往只有百分之幾的變化，所以電壓 THD通常是一個有意義的數(shù)據(jù)。 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 511 . 522 . 533 . 544 . 52 5 0 + 5 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 250kW +50kW光伏逆變器日諧波發(fā)生量 95%概率大值的頻譜分布圖（ 380V） 100kW 光伏逆變器日諧波發(fā)生量 95%概率大值的頻譜分布圖（ 380V） 100kW光伏逆變器諧波發(fā)射特性位于三個頻段：低頻段以 2次、 5次、 7次諧波電流為主；中頻段以 53次、 55次、 56次和 58次為主， IGBT的開關頻率在3kHz，主要是開關頻率附近的諧波；高頻段以 92次、 94次、 98次和 100次為主，主要是 2倍開關頻率附近的諧波。 3 光伏逆變器的諧波與功率特性 0 5 10 15 20 25 2 00204060802023 年 6 月 24 日 0 時 5 分 52 秒 C 4 樓 1 0 0 k W 逆變器 0 . 4 k V 進線三相基波功率趨勢t ( h )P1 (kW)0 5 10 15 20 251 . 522 . 533 . 54t ( h )Q1 (kvar)240kW 村集體扶貧光伏逆變器群基波有功和無功功率趨勢 3 光伏逆變器的諧波與功率特性 0 5 10 15 20 25 30 35 1 0 0 5 002023 年 12 月 15 日 15 時 48 分 48 秒 2 4 0 k W 村集體 0 . 3 8 k V 并網(wǎng)進線三相基波功率趨勢t ( h )P1 (kW)0 5 10 15 20 25 30 35505t ( h )Q1 (kvar)240kW村集體扶貧光伏逆變器最大發(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 。 缺點 需要人工手動投切，操作較為繁瑣 優(yōu)點 投切開關不易損壞，可保證總進線平均功率因數(shù)在 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 缺點 無功補償裝置會頻繁動作，且成本相對方案一高 優(yōu)點 晶閘管可實現(xiàn)電壓過零投入、電流過零切除，投切無涌流，使用壽命較長 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 方案二：將投切開關改為晶閘管，減小無功補償支路投運造成的涌流，控制策略根據(jù) 1min內(nèi) 路，可保證平均功率因數(shù) 。 5 . 3 0 5 ( )Xc ??L gL橋 臂 側并 網(wǎng) 側 1 11 21 31 41 51 61 71 81 910 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 41 . 61 . 822 . 2諧波次數(shù)（ h ）諧波電壓系數(shù)諧波電壓系數(shù)曲線 K U h 1改造前 K U h 1改造后 K U h 14 電能質(zhì)量問題與對策 配電網(wǎng)背景諧波造成分布式光伏發(fā)電安全穩(wěn)定運行的問題 背景諧波造成光伏逆變器群串并聯(lián)諧振的解決方案 2 4 電能質(zhì)量問題與對策 配電網(wǎng)背景諧波造成分布式光伏發(fā)電安全穩(wěn)定運行的問題 改造入口濾波器為 LCLLC 背景諧波造成光伏逆變器群串并聯(lián)諧振的解決方案 3 4 電能質(zhì)量問題與對策 配電網(wǎng)背景諧波造成分布式光伏發(fā)電安全穩(wěn)定運行的問題 通過變流器控制實現(xiàn)改善 多逆變器阻抗 、電網(wǎng)阻抗交叉耦合的目的 ，以減小 背景 諧波引起的諧振 某低壓臺區(qū)電能質(zhì)量測試接線圖 1 0 k V 供 電 母 線0 . 4 k V 供 電 母 線 （ 首 端 ）0 . 2 2 k V 供 電 母 線 （ 末 端 ）供 電 線 纜1 0 k V / 0 . 4 k V1 0 0 k V A1 臺 變U2 1I2 1U2 2I2 24 電能質(zhì)量問題與對策 農(nóng)網(wǎng)單相扶貧光伏造成低壓臺區(qū)高電壓、閃變和不平衡的問題 0 5 10 15 20 25 30 352442462482502522542562582602622023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線基波有效值趨勢t ( h )U1 (V)ABC0 5 10 15 20 25 30 351112131415161718192023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線電壓偏差趨勢t ( h )eU(%)ABC某低壓臺區(qū) 首端 供電電壓基波有效值和電壓偏差趨勢分析 臺區(qū)高電壓問題，一定是全臺區(qū)高電壓？包括臺區(qū)末端也可能是高電壓？ 首端基波電壓有效值 首端電壓偏差 4 電能質(zhì)量問題與對策 農(nóng)網(wǎng)單相扶貧光伏造成低壓臺區(qū)高電壓、閃變和不平衡的問題 首端 供電電壓有效值和電壓偏差趨勢分析統(tǒng)計報表 電壓基波有效值和電壓偏差趨勢分析統(tǒng)計報表 基波電壓 Max （ V ） Mi n （ V ） Mean （ V ） 電壓偏差 供電 母線 標稱電壓( V ) A B C A B C A B C +m ax m i n m ean 首端 380 261 .46 / 電壓有效值趨勢分析統(tǒng)計報表 Max （ V ） Mi n （ V ） Mean （ V ） 供電母線 標稱電壓 ( V ) A B C A B C A B C 首端 380 1 農(nóng)網(wǎng)單相扶貧光伏造成低壓臺區(qū)高電壓、閃變和不平衡的問題 4 電能質(zhì)量問題與對策 某低壓臺區(qū) 首端 供電電壓基波序分量趨勢分析 0 5 10 15 20 25 30 352452502552602023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線基波正序電壓趨勢t ( h )UP(V)0 5 10 15 20 25 30 350 . 511 . 522 . 533 . 544 . 552023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線基波負序電壓趨勢t ( h )UN(V)首端基波電壓正序分量 首端基波電壓負序分量 4 電能質(zhì)量問題與對策 農(nóng)網(wǎng)單相扶貧光伏造成低壓臺區(qū)高電壓、閃變和不平衡的問題 某低壓臺區(qū) 首端 供電電壓基波序分量趨勢分析 0 5 10 15 20 25 30 352452502552602023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線基波正序電壓趨勢t ( h )UP(V)0 5 10 15 20 25 30 350 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 41 . 62023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線基波零序電壓趨勢t ( h )UZ(V)首端基波電壓正序分量 首端基波電壓零序分量 4 電能質(zhì)量問題與對策 農(nóng)網(wǎng)單相扶貧光伏造成低壓臺區(qū)高電壓、閃變和不平衡的問題 某低壓臺區(qū) 首端 供電電壓基波序分量趨勢分析統(tǒng)計報表 基波正序電壓趨勢分析統(tǒng)計報表 供電母線 標稱電壓( V ) Max （ V ） Mi n （ V ） Me an （ V ） 95% 概率大值（ V ） 99% 概率大值（ V ） 首端 380 基波負序電壓趨勢分析統(tǒng)計報表 供電母線 標稱電壓( V ) Max （ V ） Mi n （ V ） Me an （ V ） 95% 概率大值（ V ） 99% 概率大值（ V ） 首端 380 3 基波零序電壓趨勢分析統(tǒng)計報表 供電母線 標稱電壓( V ) Max （ V ） Mi n （ V ） Me an （ V ） 95% 概率大值（ V ） 99% 概率大值（ V ） 首端 380 4 電能質(zhì)量問題與對策 農(nóng)網(wǎng)單相扶貧光伏造成低壓臺區(qū)高電壓、閃變和不平衡的問題 某低壓臺區(qū) 首端 供電電壓閃變趨勢分析 5 10 15 20 25 30 350 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 41 . 62023 年 12 月 15 日 16 時 27 分 38 秒 皂河臺區(qū) 0 . 4 k V 母線短時