并網(wǎng)光伏電站電能質(zhì)量要求

1、并網(wǎng)光伏電站電能質(zhì)量要求一、電能質(zhì)量二、在線監(jiān)測(cè)要求三、諧波四、電壓偏差五、電壓波動(dòng)和閃變六、電壓、電流的不平衡度七、直流分量一、電能質(zhì)量n1、電能質(zhì)量的定義n2、電能質(zhì)量的影響n3、光伏并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求1、電能質(zhì)量的定義n電能質(zhì)量主要指通過(guò)公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量。n電能質(zhì)量問(wèn)題可以導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差，其內(nèi)容涉及頻率偏差、電壓偏差、電磁暫態(tài)、供電可靠性、波形失真、三相不平衡以及電壓波動(dòng)和閃變等。n一個(gè)理想的電力系統(tǒng)應(yīng)以恒定的頻率（50HZ）和正弦波形，按規(guī)定的電壓水平向用戶供電。在三相交流電力系統(tǒng)中，各相的電壓和電流應(yīng)處于幅值大小相等、相位互差

2、120的對(duì)稱狀態(tài)。2、電能質(zhì)量的影響n（1）、對(duì)電力系統(tǒng)，電能質(zhì)量污染使系統(tǒng)的線損增加，變壓器壽命降低，繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，計(jì)量?jī)x表誤差增加。n（2）、對(duì)電力用戶，電能質(zhì)量污染使用戶電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生附加損耗、發(fā)熱和振動(dòng)，降低了電動(dòng)機(jī)的的最大轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力，使無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)法投入，補(bǔ)償電容器的使用壽命降低或熔絲經(jīng)常熔斷，甚至?xí)?duì)居民的日常生活質(zhì)量產(chǎn)生多種不好的影響。n（3）、電能質(zhì)量污染還使精密制造設(shè)備的使用年限減少，生產(chǎn)產(chǎn)品的廢品率增加干擾通信的信號(hào)等。3、光伏并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求n光伏電站向當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電能的質(zhì)量，在諧波、電壓偏差、電壓不平衡度、直流分量、電壓波動(dòng)和閃變等方面應(yīng)

3、滿足國(guó)家相差標(biāo)準(zhǔn)。n光伏電站應(yīng)該在并網(wǎng)點(diǎn)裝設(shè)滿足IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)要求的A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置。對(duì)于大型或中型光伏電站電能質(zhì)量數(shù)據(jù)應(yīng)能夠遠(yuǎn)程傳送到電網(wǎng)企業(yè)，保證電網(wǎng)至電能質(zhì)量的臨近。對(duì)于小型 光伏電站，電能質(zhì)量數(shù)據(jù)應(yīng)具備年及以上的存儲(chǔ)能力，必要時(shí)供電網(wǎng)企業(yè)調(diào)用。二、在線監(jiān)測(cè)要求n1、監(jiān)測(cè)方式n2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)n3、技術(shù)要求1、監(jiān)測(cè)方式n電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)主要有定期巡檢、專項(xiàng)檢測(cè)或抽檢、在線監(jiān)測(cè)三種方式。n(1)定期巡檢主要用于需要掌握電能質(zhì)量又不需要連續(xù)檢測(cè)或不具備連續(xù)線監(jiān)測(cè)條件的場(chǎng)合。如檢測(cè)居民、商業(yè)區(qū)及小工廠供電系統(tǒng)配電點(diǎn)的電能質(zhì)量。根據(jù)重要程度一般幾個(gè)月或一季度檢測(cè)一次。n(2)專項(xiàng)

4、檢測(cè)或抽檢主要用于負(fù)荷容量變化大或有干擾源設(shè)備拉入電網(wǎng)，或反映電能質(zhì)量出現(xiàn)異常，需要對(duì)比前后變化情況的場(chǎng)合，以確定電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)的背景狀況和負(fù)荷變動(dòng)與干擾發(fā)生的實(shí)際參量，或騅技術(shù)措施效果等。專項(xiàng)檢測(cè)或抽檢工作在完成預(yù)定任務(wù)后即可撤銷。n(3)在線監(jiān)測(cè)主要用于監(jiān)測(cè)重要變電站或?qū)嵤o(wú)人值班變電站的公共配電點(diǎn)或重要電力用戶配電點(diǎn)的電能質(zhì)量。2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)n在線監(jiān)測(cè)的功能包括：數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及對(duì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的越限報(bào)警或發(fā)送控制指令。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史變化曲線、指標(biāo)超限報(bào)警信號(hào)等進(jìn)行就地顯示和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控。3、技術(shù)要求n(1)監(jiān)測(cè)設(shè)備根據(jù)安裝地點(diǎn)和監(jiān)測(cè)要求，應(yīng)具備可選擇的監(jiān)測(cè)

5、功能，包括電壓偏差、頻率偏差、三相電壓幅值相位不平衡度、負(fù)序電流、諧波、電壓波動(dòng)。n(2)監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具有記錄存儲(chǔ)功能，且監(jiān)測(cè)設(shè)備的存儲(chǔ)記錄應(yīng)至少保存15天。n(3)監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、權(quán)限管理、設(shè)置、對(duì)時(shí)、統(tǒng)計(jì)、自檢等功能。n(4)監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)通信接口，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸或定時(shí)提取，并能對(duì)通信口進(jìn)行靈活配置與實(shí)時(shí)監(jiān)視。通信規(guī)約可參照變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的相關(guān)規(guī)定(確保與變電站現(xiàn)有微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)正常通信)。三、諧波n1、諧波的定義n2、諧波的危害n3、諧波源n4、諧波的抵制和消除1、諧波的定義n諧波（Harmonics）污染是電能質(zhì)量的一個(gè)基本問(wèn)題n 描述諧波的一般指標(biāo)：各次諧波

6、幅值和相位、各次諧波含有率（HR）、總諧波畸變率（THD）、諧波功率和諧波阻抗，以及部分演化指標(biāo)如K因子等。nTHD定義為諧波分量（h = 2）有效值相對(duì)于基波分量（h = 1）的百分比。若不考慮電流中的直流分量，則THD可以如下計(jì)算：22221122hhhhIIITHDII2、諧波的的危害n電壓和電流的波形畸變，諧波的存在會(huì)給電力系統(tǒng)造的污染給電力系統(tǒng)造的污染，對(duì)電氣設(shè)備及其運(yùn)對(duì)電氣設(shè)備及其運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的危害行帶來(lái)嚴(yán)重的危害：(1)系統(tǒng)中存在諧波分量時(shí)，可能產(chǎn)生局部的并聯(lián)或串聯(lián)諧振，放大了諧波水平，導(dǎo)致諧波支路中的設(shè)備因過(guò)電壓和過(guò)電流而損壞。 (2)諧波引起電氣設(shè)備的附加損耗，導(dǎo)致降低效率和

7、局部過(guò)熱；產(chǎn)生附加力矩造成振動(dòng)，發(fā)生噪音；加速絕緣的老化，縮短設(shè)備壽命；(3)諧波會(huì)引起某些繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置不正確的動(dòng)作；引起計(jì)量?jī)x表的計(jì)量誤差；(4)輸電線路中的高次諧波電流會(huì)干擾與其鄰近的通信，使電磁兼容性問(wèn)題更加突出；(5)諧波的存在可能使電力電子裝置的觸發(fā)系統(tǒng)以及控制裝置不能正常工作。3、諧波源n電路中非線性特性和快速時(shí)變的負(fù)荷和電工設(shè)備（元件）n電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用。高電壓直流輸電的換流裝置，電氣化機(jī)車和工礦企業(yè)中大功率整流、換流、變頻、調(diào)壓設(shè)備n電弧爐、電弧焊、汞弧燈、日光燈等具有電弧非線性特性的用電設(shè)備n各種家用可控整流或開(kāi)關(guān)電源設(shè)備等n這些負(fù)荷在正弦波電壓作用下，會(huì)產(chǎn)生各種非

8、正弦波的電流。這種電流在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)，將使電力系統(tǒng)的電壓波形畸變，即除了正常的工頻基波外，還包含有各種高次諧波。4、諧波的抑制和消除n增大諧波源母線處的短路容量，降低系統(tǒng)諧波阻抗，以減少母線的諧波電壓；n增加換流裝置的脈波數(shù)，減少諧波電流的產(chǎn)生；n采用交流濾波器，吸收諧波電流。n有源濾波器，對(duì)高次諧波負(fù)荷供給必要的高次諧波電流，使電源電流為正弦波形。四、電壓偏差n光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點(diǎn)(PCC,電力系統(tǒng)中一個(gè)以上用戶的連接處）的電壓偏差應(yīng)滿足GB/T12325-2008的規(guī)定，具體內(nèi)容如下：n(1)35KV及以上公共連接點(diǎn)電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)標(biāo)稱電壓的10%。n(2)20KV

9、及以下三相公共連接點(diǎn)電壓偏差為標(biāo)稱電壓的7%。n(3)220KV單相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的+7%，-10%。n(4)對(duì)供電點(diǎn)適中容量較小、供電距離較長(zhǎng)以及對(duì)供電電壓偏差有特殊要求的用戶，由供、用電雙方協(xié)議確定。五、電壓波動(dòng)和閃變n光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點(diǎn)處的電壓波動(dòng)和閃變應(yīng)滿足GB/T 12326-2008的規(guī)定，主要由三個(gè)參數(shù)構(gòu)成：n1、電壓變動(dòng)：指電壓方均值值曲線上相鄰兩個(gè)極值電壓之差，以系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)表示。n2、電壓波動(dòng)：指電壓方均根值(有效值)一系列的變動(dòng)或連續(xù)的改變。n3、電壓閃變：指燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。六、電壓、電流的不平衡度n1、要求n2、導(dǎo)致電壓、電流不平衡

10、的原因n3、電壓電流不平衡的危害n4、限制電壓、電流不平衡的措施1、要求n理想的三相交流電三相的電壓和電流是平衡的，幅值相等，相位互差120。n對(duì)稱分量法：三相不平衡電流（電壓）分解為正序，負(fù)序和零序三個(gè)對(duì)稱分量。n光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點(diǎn)的三相電壓不平衡度應(yīng)不超過(guò)GB/T 15543-2008規(guī)定的限值。n公共連接點(diǎn)的電壓不平衡度應(yīng)不超過(guò)2%，短時(shí)不得超過(guò)4%，其中由光伏電站引起的負(fù)序電壓不平衡度應(yīng)不超過(guò)1.3%，短時(shí)不超過(guò)2.6%。2、導(dǎo)致電壓和電流不平衡的原因（1）三相負(fù)荷不相等三相負(fù)荷不相等。配電系統(tǒng)低壓側(cè)的多數(shù)負(fù)荷是單相電氣設(shè)備這些負(fù)荷往往是不均勻分配在三相上，而且其投入和斷開(kāi)

11、的時(shí)間又有很大的隨機(jī)性；大功率的單相高壓電氣設(shè)備的應(yīng)用，如單相電氣機(jī)車，單相感應(yīng)爐等；電弧爐雖然是三相設(shè)備，但三相的負(fù)荷卻常常是隨機(jī)的，不平衡的。（2）三相系統(tǒng)中各元件的參數(shù)不相等三相系統(tǒng)中各元件的參數(shù)不相等，如不完全換位的架空線路，其三相阻抗值不相等。（3）三相非全相運(yùn)行三相非全相運(yùn)行，單相重合閘時(shí)單相線路斷開(kāi)或雙回路中斷開(kāi)一相。（4）故障時(shí)的嚴(yán)重不對(duì)稱情況故障時(shí)的嚴(yán)重不對(duì)稱情況，如單相或兩相短路，這是瞬時(shí)性的不對(duì)稱情況3、電壓和電流不平衡的影響三相電壓幅值不相等。對(duì)于單相負(fù)荷來(lái)說(shuō)，即使在三相系統(tǒng)的同一點(diǎn)上，有可能某一相電壓太高，而另一相電壓太低。負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子和定子中產(chǎn)生附加損耗和轉(zhuǎn)子的振

12、動(dòng)。負(fù)序電流產(chǎn)生有功功率的振蕩和連接發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械過(guò)應(yīng)力。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，汽輪發(fā)電機(jī)負(fù)序電流分量不能超過(guò)6%-7%額定電流。異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序阻抗是正序的1/51/8，小的電壓負(fù)序分量（1%額定電壓），也會(huì)產(chǎn)生很大負(fù)序電流(7%-9%額定電流)，負(fù)序電流使電機(jī)產(chǎn)生附加發(fā)熱星形-星形接法并有中性點(diǎn)接地的變壓器對(duì)于負(fù)荷的不對(duì)稱特別敏感，因?yàn)檫@種變壓器有很大的零序阻抗，當(dāng)有不對(duì)稱負(fù)荷電流通過(guò)時(shí)，使輸出電壓的不平衡度增大。 不對(duì)稱的情況下，影響并聯(lián)電容器及整流器橋閥等的正常工作。影響儀表精度、繼電器的動(dòng)作正確性等。零序電流還會(huì)對(duì)鄰近送電線路的通信線路發(fā)生干擾。4、限制電壓和電流不平衡的措施均勻分布單相負(fù)荷（負(fù)荷的功率、使用的時(shí)間及設(shè)置的地點(diǎn)等）。應(yīng)該盡量使電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)值相等。減小變壓器及中性線（包括中性點(diǎn)接地阻抗）的阻抗。裝設(shè)專用的平衡化裝置，對(duì)大容量的單相負(fù)荷應(yīng)考慮相應(yīng)的補(bǔ)償裝置七、直流分量n光伏并網(wǎng)中由于逆變器以及負(fù)荷電流中的直流分量會(huì)向電網(wǎng)中注入直流電流，將造成電壓波形的直流偏置，對(duì)典型的配電變壓器鐵心，10%-20%的偏置會(huì)導(dǎo)致磁通波形某個(gè)方向