光伏发电接入配电网电能质量问题与对策课件.ppt

光伏发电接入配电网电能质量问题与对策光伏发电接入配电网电能质量问题与对策国际铜业协会国际铜业协会亚洲电能质量产业联盟亚洲电能质量产业联盟安徽大学教育部电能质量工程研究中心安徽大学教育部电能质量工程研究中心讲座人：朱明星讲座人：朱明星 20182018年年4 4月月 中国中国··宁波宁波讲座人简介讲座人简介 朱明星，副教授，硕士生导师，安徽大学教育部电能质量工程研究朱明星，副教授，硕士生导师，安徽大学教育部电能质量工程研究中心测试评估研究所所长，亚洲电能质量产业联盟副秘书长，中国电源学中心测试评估研究所所长，亚洲电能质量产业联盟副秘书长，中国电源学会电能质量专委会副主任委员，中国电机工程学会城市供电专委会电能质会电能质量专委会副主任委员，中国电机工程学会城市供电专委会电能质量和电磁兼容学组委员量和电磁兼容学组委员 近近2020年来一直致力于供配电系统电能质量测试、分析与控制技术的年来一直致力于供配电系统电能质量测试、分析与控制技术的研究与工程应用，擅长于大型企业用户供配电系统电能质量系统解决方研究与工程应用，擅长于大型企业用户供配电系统电能质量系统解决方案的设计与仿真工作。

现已在学术期刊上发表电能质量相关学术论文近案的设计与仿真工作现已在学术期刊上发表电能质量相关学术论文近4040篇，主编篇，主编1 1部技术书籍，参与部技术书籍，参与3 3项国家标准起草，主持项国家标准起草，主持1 1项国家能源行业项国家能源行业标准起草，主持标准起草，主持1 1项中国电源学会团体标准起草，荣获安徽省科技进步一项中国电源学会团体标准起草，荣获安徽省科技进步一等奖和二等奖各等奖和二等奖各1 1项，安徽省省级成果项，安徽省省级成果1 1项，已授权发明专利项，已授权发明专利7 7项，新型实项，新型实用专利用专利2 2项，已受理发明专利项，已受理发明专利3 3项目目 录录4前言前言1235光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性结束语结束语 电能质量问题与对策电能质量问题与对策前前 言言1 1 第一部分第一部分1 1 第一部分第一部分1 1 前言前言        国家能源局发布统计数据显示，截至国家能源局发布统计数据显示，截至2016年底，我国光伏发电新增年底，我国光伏发电新增装机容量装机容量3454万千瓦，累计装机容量万千瓦，累计装机容量7742万千瓦，新增和累计装机容量万千瓦，新增和累计装机容量均为全球第一。

全年发电量均为全球第一全年发电量662亿千瓦时，占我国全年总发电量的亿千瓦时，占我国全年总发电量的1％光伏光伏累计累计装机装机容量容量区域区域分布分布图图 光伏光伏新增新增装机装机容量容量区域区域分布分布图图 我国的光伏装机正在从传统的西北地区向中东部转移，主要增长为华中地区我国的光伏装机正在从传统的西北地区向中东部转移，主要增长为华中地区 1 1 前言前言       西北大片的荒漠戈壁等未利用地、丰富的太阳能资源，为西北大片的荒漠戈壁等未利用地、丰富的太阳能资源，为地面光伏电站发展提供条件；而地面光伏电站发展提供条件；而华东发达的经济、大片的工业华东发达的经济、大片的工业厂房则是分布式光伏发展的基础厂房则是分布式光伏发展的基础 地面光地面光伏电站伏电站累计装累计装机量区机量区域分布域分布图图 分布式分布式光伏累光伏累计装机计装机量区域量区域分布图分布图1 1 前言前言       即使西部受限电等因素影响，但由于其太阳能资源好，西北电网的发电即使西部受限电等因素影响，但由于其太阳能资源好，西北电网的发电量占比仍然高于装机量占比；除西北电网之外，各地的发电量占比均不高于量占比仍然高于装机量占比；除西北电网之外，各地的发电量占比均不高于装机量占比。

尤其是装机量占比尤其是华中电网，发电量占比远小于装机量占比华中电网，发电量占比远小于装机量占比 光伏光伏20172017年年1~21~2月月累计发累计发电量区电量区域分布域分布图图光伏光伏累计累计装机装机容量容量区域区域分布分布图图 1 1 前言前言1 1 前言前言 安徽省是全国率先实施光伏扶贫的省份，截至安徽省是全国率先实施光伏扶贫的省份，截至20162016年年1212月月底来自安徽省能源局的统计数据底来自安徽省能源局的统计数据全省全省已建已建成光成光伏扶伏扶贫电贫电站装站装机总机总容量容量已并已并网光网光伏扶伏扶贫电贫电站装站装机总机总容量容量94.494.4万千瓦万千瓦88.288.2万千瓦万千瓦1 1 前言前言光光伏伏发发电电接接入入配配电电网网示示意意图图1 1 前言前言集集中中式式逆逆变变器器 优点优点：（：（1 1））功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护；（功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护；（2 2））谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高；（谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高；（3 3）有功率因数调节功能和）有功率因数调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

低电压穿越功能，电网调节性好缺点缺点：（：（1 1））MPPTMPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活；（每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活；（2 2）集中式逆变器占地面积大，）集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不灵活；（需要专用的机房，安装不灵活；（3 3）自身耗电以及机房通风散热耗电量大自身耗电以及机房通风散热耗电量大500kW/250kW/100kW500kW/250kW/100kW1 1 前言前言组组串串式式逆逆变变器器优点：（优点：（1 1）不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆）不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量；（变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量；（2 2））MPPTMPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；在电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长；（阴雨天，雾气多的部区，发电时间长；（3 3）体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵）体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵活；（活；（4 4）自耗电低、故障影响小。

自耗电低、故障影响小缺点：（缺点：（1 1）功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起，稳定性稍）功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起，稳定性稍差；（差；（2 2）户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化；（）户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化；（3 3）逆变器数量多，总故障）逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大；（率会升高，系统监控难度大；（4 4）不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件）不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统负极接地系统3kW3kW5kW5kW1 1 前言前言优点：（优点：（1 1））. .与集中式对比，分散与集中式对比，分散MPPTMPPT跟踪跟踪””减小了失配的几率，提升了发电量；减小了失配的几率，提升了发电量；（（2 2）与集中式及组串式对比，集散式逆变器具有升压功能，降低了线损；（）与集中式及组串式对比，集散式逆变器具有升压功能，降低了线损；（3 3）与）与组串式对比，组串式对比，““集中逆变集中逆变””在建设成本方面更具优势在建设成本方面更具优势。

缺点：（缺点：（1 1）工程经验少较前两类而言，尚属新形式，在工程项目方面的应用相对）工程经验少较前两类而言，尚属新形式，在工程项目方面的应用相对较少；（较少；（2 2）安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验；）安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验；（（3 3）因为采用）因为采用““集中逆变集中逆变””，因此，占地面积大，需专用机房的缺点也存在于集散，因此，占地面积大，需专用机房的缺点也存在于集散式逆变器中式逆变器中集散式逆变器集散式逆变器 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款2 2 第二部分第二部分2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款IEEE_Std_1574-2003 IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power System  Harmonics 2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款GB/T 30427-2013GB/T 30427-2013《《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》》 6.2.2 并网电流谐波并网电流谐波谐波电流含谐波电流含有率是否科有率是否科学？基波电学？基波电流较小时，流较小时，谐波电流含谐波电流含有率意义不有率意义不大！大！ 并网运行时，逆变器不应造成电网电压波形过度畸变和注入电网过度的并网运行时，逆变器不应造成电网电压波形过度畸变和注入电网过度的电流，以确保对连接到电网的其他设备造成不利影响。

电流谐波总畸变率电流，以确保对连接到电网的其他设备造成不利影响电流谐波总畸变率限值为限值为5%5%谐波总需量畸变率谐波总需量畸变率TDDTDD 谐波电压几乎总是相对于基波电压而言的因为电压往往只有百分之几谐波电压几乎总是相对于基波电压而言的因为电压往往只有百分之几的变化，所以电压的变化，所以电压THDTHD通常是一个有意义的数据通常是一个有意义的数据 但对电流来说情况有所不同，较小幅值的谐波电流可能导致较大的但对电流来说情况有所不同，较小幅值的谐波电流可能导致较大的THDTHD值变化，但此时电力系统受到的威胁并不一定大值变化，但此时电力系统受到的威胁并不一定大 IEEE Std 519-2014 IL = maximum demand load current (fundamental frequency component) at the PCC under normal load operating conditions2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款参照标准：参照标准：IEEE Std 519-2014 (Revision of IEEE Std 519-1992)IEEE Recommended Practices and  Requirements for Harmonic Control in  Electrical Power SystemsTable Current Distortion Limits for General Distribution Systems(120 V Through 69000 V)2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款GB/T 30427-2013GB/T 30427-2013《《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》》 7.6.2 功率因数功率因数         当逆变器输出有功功率大于其额定功率的当逆变器输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数应不小于时，功率因数应不小于0.98（超前或滞后）；输出有功功率在（超前或滞后）；输出有功功率在20%~50%之间时，功率因数应不小之间时，功率因数应不小于于0.95（超前或滞后）。

超前或滞后）       功率因数计算公式为：功率因数计算公式为：2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款GB/T 29319-GB/T 29319-20122012《《光伏发电系统接入配电网技术规定光伏发电系统接入配电网技术规定》》 7.4 谐波谐波光伏发电系统所接入的公共连接点的谐波注光伏发电系统所接入的公共连接点的谐波注入入电流应满足电流应满足GB/T GB/T 1454914549的要求，其中光伏发电系统并网点向电力系统注的要求，其中光伏发电系统并网点向电力系统注入入的谐波电流的谐波电流允许值按照光伏发电系统安装容量与公共连接点上具有谐波源的发允许值按照光伏发电系统安装容量与公共连接点上具有谐波源的发/ /供电设备总容量之比进行分配供电设备总容量之比进行分配2 2 光伏接入配电网标准中电能质量条款光伏接入配电网标准中电能质量条款GB/T 29319-GB/T 29319-20122012《《光伏发电系统接入配电网技术规定光伏发电系统接入配电网技术规定》》 4 无功容量和电压调节无功容量和电压调节4.1 光伏发电系统功率因数应在超前光伏发电系统功率因数应在超前0.95〜〜滞后滞后0.95范围内连范围内连续可调。

续可调4.2 光伏发电系统在其无功输出范围内，应具备根据并网点电光伏发电系统在其无功输出范围内，应具备根据并网点电压水平调节无功输出，参与电网电压调节的能力，其调节方压水平调节无功输出，参与电网电压调节的能力，其调节方式式和参考电压、电压调差率等参数可由电网调度机构设定和参考电压、电压调差率等参数可由电网调度机构设定光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性3 3 第三部分第三部分3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性500kW 500kW 光伏逆变器日谐波发生量光伏逆变器日谐波发生量95%95%概率大值的频谱分布图（概率大值的频谱分布图（270V270V））500kW光伏逆变器谐波发射光伏逆变器谐波发射特性位于三个频段：低频段特性位于三个频段：低频段以以2次、次、3次、次、5次、次、7次谐波次谐波电流为主；中频段以电流为主；中频段以23次和次和25次为主；高频段以次为主；高频段以50次、次、53次、次、55次、次、58次、次、62次、次、64次为主，示范工程中采用次为主，示范工程中采用的的500kW光伏逆变器的光伏逆变器的IGBT开关频率为开关频率为3kHz，主要产生，主要产生开关频率附近的特征谐波。

开关频率附近的特征谐波非特征的非特征的23次次谐波电流超过谐波电流超过5A？？250kW+50kW光伏逆变器光伏逆变器谐波发射特性位于两个频谐波发射特性位于两个频段：低频段以段：低频段以2次、次、3次、次、5次、次、7次谐波电流为主；次谐波电流为主；中频段以中频段以56次、次、58次、次、62次和次和64次为主，次为主，250 kW 光伏逆变器的光伏逆变器的IGBT的开关的开关频率在频率在3kHz，主要是开关，主要是开关频率附近的谐波分量频率附近的谐波分量3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性250kW +50kW250kW +50kW光伏逆变器日谐波发生量光伏逆变器日谐波发生量95%95%概率大值的概率大值的频谱分布图（频谱分布图（380V380V））100kW 100kW 光伏逆变器日谐波发生量光伏逆变器日谐波发生量95%95%概率大值的频谱分布图（概率大值的频谱分布图（380V380V））100kW光伏逆变器谐波发光伏逆变器谐波发射特性位于三个频段：低射特性位于三个频段：低频段以频段以2次、次、5次、次、7次谐次谐波电流为主；中频段以波电流为主；中频段以53次、次、55次、次、56次和次和58次为次为主，主，IGBT的开关频率在的开关频率在3kHz，主要是开关频率附，主要是开关频率附近的谐波；高频段以近的谐波；高频段以92次、次、94次、次、98次和次和100次为主，次为主，主要是主要是2倍开关频率附近的倍开关频率附近的谐波。

谐波3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性240kW 240kW 村集体扶贫光伏逆变器群日谐波发生量村集体扶贫光伏逆变器群日谐波发生量95%95%和和99%99%概概率大值的频谱分布图（率大值的频谱分布图（380V380V））240kW村集体扶贫光伏由村集体扶贫光伏由组串式逆变器群组成，谐组串式逆变器群组成，谐波发射特性位于低频段，波发射特性位于低频段，以以3次、次、5次、次、7次次、、9次次谐谐波电流为主，由于其波电流为主，由于其IGBT的开关频率较高，未测试的开关频率较高，未测试到其到其IGBT开关频率附近的开关频率附近的谐波3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性3kW 3kW 单相扶贫光伏逆变器日谐波发生量单相扶贫光伏逆变器日谐波发生量95%95%和和99%99%概率大值概率大值的频谱分布图（的频谱分布图（220V220V））3kW单相扶贫光伏逆变器单相扶贫光伏逆变器谐波发射特性位于低频段，谐波发射特性位于低频段，以以3次、次、5次、次、7次次、、9次次谐谐波电流为主，由于其波电流为主，由于其IGBT的开关频率较高，未测试的开关频率较高，未测试到其到其IGBT开关频率附近的开关频率附近的谐波。

谐波3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波发射特性光伏逆变器的谐波发射特性        根据对根据对500kW、、250kW、、240kW、、100kW和和3kW 光伏逆变器并网点测试数据分析结果表明：光伏逆变器光伏逆变器并网点测试数据分析结果表明：光伏逆变器的谐波电流发生量应能够满足的谐波电流发生量应能够满足GB/T 30427-2013 《《并网并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》》的规定        在正常运行工况下，接入配电网光伏发电系统，不在正常运行工况下，接入配电网光伏发电系统，不会造成配电网的谐波电流超标会造成配电网的谐波电流超标      3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性500kW 500kW 光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势（光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势（270V270V））500kW500kW光伏逆变器光伏逆变器最大发电功率为最大发电功率为194.22kW194.22kW，最大无，最大无功功率为功功率为- -26.07 26.07 kvarkvar，发电运行期，发电运行期间的平均功率因数间的平均功率因数接近接近1.01.0。

250kW +50kW250kW +50kW光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势（光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势（380V380V））250kW+50kW250kW+50kW光伏逆光伏逆变器最大发电功率变器最大发电功率为为279.35kW279.35kW，最大，最大无功功率为无功功率为- -33.3kvar33.3kvar，发电运，发电运行期间的平均功率行期间的平均功率因数接近因数接近1.01.03 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性100kW100kW光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势（光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势（380V380V））100kW100kW光伏逆变器最光伏逆变器最大发电功率为大发电功率为74.43kW74.43kW，最大无功，最大无功功率为功率为-3.85kvar-3.85kvar，，发电运行期间的平发电运行期间的平均功率因数接近均功率因数接近1.01.03 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性240kW 240kW 村集体扶贫光伏逆变器群基波有功和无功功率趋势村集体扶贫光伏逆变器群基波有功和无功功率趋势3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性240kW村集体扶村集体扶贫光伏逆变器最贫光伏逆变器最大发电功率为大发电功率为140.83kW，最大，最大无功功率为无功功率为-5.37 kvar，发电运行，发电运行期间的平均功率期间的平均功率因数接近因数接近1.0。

3kW 3kW 单相扶贫光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势单相扶贫光伏逆变器日基波有功和无功功率趋势3kW单相扶贫光单相扶贫光伏逆变器最大发伏逆变器最大发电功率为电功率为2.3kW，最大无功功率，最大无功功率为为-0.18kvar，发，发电运行期间的平电运行期间的平均功率因数接近均功率因数接近1.03 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性光伏发电系统无功发生特性理论分析光伏发电系统无功发生特性理论分析3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的功率特性光伏逆变器的功率特性        根据对根据对500kW、、250kW、、240kW、、100kW和和3kW 光伏逆变器并网点测试数据分析结果表明：光伏逆变器并网点测试数据分析结果表明： 正常运行工正常运行工况下，光伏逆变器产生输出无功功率较小；光伏发电接况下，光伏逆变器产生输出无功功率较小；光伏发电接入配电网产生的无功功率主要是光伏发电站满发时站内入配电网产生的无功功率主要是光伏发电站满发时站内汇集线路、主变压器的感性无功及光伏发电站送出线路汇集线路、主变压器的感性无功及光伏发电站送出线路的全部感性无功之和的全部感性无功之和3 3 光伏逆变器的谐波与功率特性光伏逆变器的谐波与功率特性电能质量问题与对策电能质量问题与对策4 4 第四部分第四部分分布式光伏发电分布式光伏发电对配电网电能质对配电网电能质量的影响量的影响变流器产生直流变流器产生直流分量注入电网分量注入电网 对配电网电压波对配电网电压波动与闪变的影响动与闪变的影响对配电网功率对配电网功率潮流的影响潮流的影响对配电网谐波电对配电网谐波电压的影响压的影响4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策配配电网网电能能质量量对分布式光伏分布式光伏发电的影响的影响配电网高次谐波造配电网高次谐波造成逆变器孤岛保护成逆变器孤岛保护误动作误动作对孤岛保护影响对孤岛保护影响对发电效率影响对发电效率影响对控制的影响对控制的影响对接口电路影响对接口电路影响光伏光伏逆逆变器器配电网电压偏差影配电网电压偏差影响光伏逆变器的发响光伏逆变器的发电效率电效率配电网高次谐波造配电网高次谐波造成逆变器入口滤波成逆变器入口滤波器的串并联谐振器的串并联谐振配电网靠近基波的配电网靠近基波的间谐波引起逆变器间谐波引起逆变器控制的稳定性控制的稳定性4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题某光某光伏发伏发电接电接入配入配电网电网示意示意图图4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策该公司电费情况统计表如下表所示：该公司电费情况统计表如下表所示：抄表日期抄表日期有功电量有功电量无功电量无功电量功率因数功率因数调整电费调整电费总电费总电费2013.9.18945122580600.340.3460010.7360010.73155034.232013.10.183360722426690.810.816103.566103.56332561.22013.11.1814123084202620.96-13173.031302752.47光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策某光伏发电接入某光伏发电接入0.4kV0.4kV系统造成系统造成0.4kV0.4kV进线月平均功率因数降低机理进线月平均功率因数降低机理分布式光伏发电接入分布式光伏发电接入0.4kV0.4kV配电网，造成配电网，造成0.4kV0.4kV系统的系统的负荷从上一电压等级系统负荷从上一电压等级系统中汲取的有功功率减小，中汲取的有功功率减小，而光伏发电产生的无功功而光伏发电产生的无功功率较小，基波对接入系统率较小，基波对接入系统的无功功率无影响，最终的无功功率无影响，最终造成造成0.4kV0.4kV总进线的平均功总进线的平均功率因数降低。

率因数降低4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题解决方案光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题解决方案4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策43BCA针对现代配电网针对现代配电网网负荷波动性大网负荷波动性大的特点，建议含的特点，建议含分布式光伏的配分布式光伏的配电网无功补偿要电网无功补偿要用用SVG，无功功，无功功率完全补偿率完全补偿无功补偿装置的电流采样点应无功补偿装置的电流采样点应设置在配电网总进线处，而不设置在配电网总进线处，而不是分布式光伏发电的并网点是分布式光伏发电的并网点光伏逆变器能否参与光伏逆变器能否参与配电网的无功补偿？配电网的无功补偿？不建议跨电压等级进不建议跨电压等级进行无功补偿，应以无行无功补偿，应以无功潮流最短的原则来功潮流最短的原则来确定补偿装置的接入确定补偿装置的接入位置光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题解决方案光伏发电接入配电网造成的力率电费罚款的问题解决方案4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策串联串联7%7%电抗器电抗器50kvar×1050kvar×10组电容器补偿，投切开关组电容器补偿，投切开关为交流接触器，产线投运为交流接触器，产线投运后，设备与补偿装置均能后，设备与补偿装置均能正常运行，但自从接入正常运行，但自从接入500kW 500kW 分布式光伏发电后，分布式光伏发电后，补偿装置投切开关频繁动补偿装置投切开关频繁动作，并偶发作，并偶发0.38kV0.38kV进线开进线开关关““跳闸跳闸””的故障，最终的故障，最终出现了某组补偿支路的熔出现了某组补偿支路的熔断器熔断，熔断器喷溅后断器熔断，熔断器喷溅后造成上桩头发生相间短路。

造成上桩头发生相间短路 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响接入接入500kW500kW分布分布式光式光伏发伏发电的电的配电配电网网 补偿装置未投运时补偿装置未投运时0.4kV0.4kV总进线谐波电流含量总进线谐波电流含量 补偿装置未投运时补偿装置未投运时0.4kV0.4kV生产设备谐波电流含量生产设备谐波电流含量 光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策无功补偿装置未投运时无功补偿装置未投运时500kW500kW光伏并网点谐波电流含量光伏并网点谐波电流含量 光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策无功补偿装置投运和退出无功补偿装置投运和退出0.4kV0.4kV母线和总进线谐波母线和总进线谐波95%95%概率大值概率大值4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响无功补偿装置退出时无功补偿装置退出时0.4kV0.4kV总进线基波有功功率、无功功率和功率因数总进线基波有功功率、无功功率和功率因数4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响500500光伏发电并网点的基波有功功率、无功功率和功率因数光伏发电并网点的基波有功功率、无功功率和功率因数光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策无功补偿装置投运时无功补偿装置投运时0.4kV0.4kV总进线基波有功功率、无功功率和功率因数总进线基波有功功率、无功功率和功率因数4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响无功补偿装置投运时无功补偿装置投运时0.4kV0.4kV总进线基波有功功率、无功功率和功率因数局部总进线基波有功功率、无功功率和功率因数局部4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响无功补偿容量确定：无功补偿容量确定：0.4kV0.4kV总进线总进线2424小时基波有功功率和无功功率小时基波有功功率和无功功率 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响解决方案光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响解决方案方案一：修复原串联方案一：修复原串联7%7%电抗率的无功补偿装置，采用手动投切电抗率的无功补偿装置，采用手动投切1010组无功补组无功补偿支路，补偿偿支路，补偿0.38kV0.38kV系统的系统的400kvar400kvar无功功率。

无功功率 缺点缺点需要人工手动投需要人工手动投切，操作较为繁切，操作较为繁琐琐优点优点投切开关不易损投切开关不易损坏，可保证总进坏，可保证总进线平均功率因数线平均功率因数在在0.95以上以上4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响解决方案光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响解决方案缺点缺点无功补偿装置会无功补偿装置会频繁动作，且成频繁动作，且成本相对方案一高本相对方案一高优点优点晶闸管可实现电晶闸管可实现电压过零投入、电压过零投入、电流过零切除，投流过零切除，投切无涌流，使用切无涌流，使用寿命较长寿命较长4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响解决方案光伏发电接入配电网对原有无功补偿装置造成的影响解决方案方案二：将投切开关改为晶闸管，减小无功补偿支路投运造成的涌流，方案二：将投切开关改为晶闸管，减小无功补偿支路投运造成的涌流，控制策略根据控制策略根据1min内内0.4kV总进线平均无功功率需量来自动投切补偿支总进线平均无功功率需量来自动投切补偿支路，可保证平均功率因数路，可保证平均功率因数0.98以上。

以上光伏发电接入配电网系统接线图光伏发电接入配电网系统接线图 某配电网高压进线为某配电网高压进线为110kV110kV，主变为，主变为110kV/35kV/10kV 63MVA,35kV110kV/35kV/10kV 63MVA,35kV侧带工业侧带工业负荷，今年新近上了负荷，今年新近上了20MWp20MWp光伏发电系统光伏发电系统 20MWp20MWp光伏发电系统投运一个多月后，光伏发电系统投运一个多月后，9 9月份频繁出现光伏逆变器因谐波过电压、月份频繁出现光伏逆变器因谐波过电压、保护动作而造成光伏发电解列的情况保护动作而造成光伏发电解列的情况 需查找问题根源并制定解决方案需查找问题根源并制定解决方案4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题 为了寻找逆变器谐波过电压为了寻找逆变器谐波过电压保护的原因，对该系统进行情况保护的原因，对该系统进行情况摸查和电能质量测试工作发现摸查和电能质量测试工作发现在在35kVⅡ35kVⅡ段母线下不锈钢用户有段母线下不锈钢用户有一台一台6000kW6000kW中频炉，整流方式为中频炉，整流方式为1212脉波整流，即产生较大的脉波整流，即产生较大的1111次、次、1313次、次、2323次和次和2525次谐波并注入次谐波并注入35kV35kV系统，在系统阻抗上产生了系统，在系统阻抗上产生了很高的谐波电压，再通过降压变很高的谐波电压，再通过降压变压器，对光伏逆变器产生影响，压器，对光伏逆变器产生影响，谐波潮流如右图所示。

谐波潮流如右图所示光伏发电接入配电网的谐波潮流分析光伏发电接入配电网的谐波潮流分析4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题基于机网接口模型的谐波电压系数仿真结果基于机网接口模型的谐波电压系数仿真结果背景谐波电压在光伏逆变器入口滤波器侧的谐波电压系数背景谐波电压在光伏逆变器入口滤波器侧的谐波电压系数配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策背景谐波在光背景谐波在光伏逆变器入口伏逆变器入口滤波器上产生滤波器上产生串联谐振，造串联谐振，造成逆变器过流成逆变器过流跳电背景谐波造成光伏逆变器群串并联谐振的解决方案背景谐波造成光伏逆变器群串并联谐振的解决方案1光伏逆变器串并联谐振的解决方案光伏逆变器串并联谐振的解决方案治理前后对背景谐波电压系数仿真结果，治理前后对背景谐波电压系数仿真结果，谐振峰消失谐振峰消失4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题背景谐波造成光伏逆变器群串并联谐振的解决方案背景谐波造成光伏逆变器群串并联谐振的解决方案24 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题改造入口滤波器为改造入口滤波器为LCL-LC背景谐波造成光伏逆变器群串并联谐振的解决方案背景谐波造成光伏逆变器群串并联谐振的解决方案34 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题配电网背景谐波造成分布式光伏发电安全稳定运行的问题通通过过变变流流器器控控制制实实现现改改善善多多逆逆变变器器阻阻抗抗、、电电网网阻阻抗抗交交叉叉耦耦合合的的目目的的，，以以减减小小背背景景谐谐波引起的谐振波引起的谐振某低压台区电能质量测试接线图某低压台区电能质量测试接线图 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端供电电压基波有效值和电压偏差趋势分析供电电压基波有效值和电压偏差趋势分析 台区高电压问题，一定是全台区高电台区高电压问题，一定是全台区高电压？包括台区末端也可能是高电压？压？包括台区末端也可能是高电压？ 首端基波电压有效值首端基波电压有效值首端电压偏差首端电压偏差4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题首端首端供电电压有效值和电压偏差趋势分析统计报表供电电压有效值和电压偏差趋势分析统计报表农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策某低压台区某低压台区首端首端供电电压基波序分量趋势分析供电电压基波序分量趋势分析 首端基波电压正序分量首端基波电压正序分量首端基波电压负序分量首端基波电压负序分量4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端供电电压基波序分量趋势分析供电电压基波序分量趋势分析 首端基波电压正序分量首端基波电压正序分量首端基波电压零序分量首端基波电压零序分量4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端供电电压基波序分量趋势分析统计报表供电电压基波序分量趋势分析统计报表 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端供电电压闪变趋势分析供电电压闪变趋势分析 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端供电电压闪变趋势分析供电电压闪变趋势分析 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端进线电流基波有效值和功率趋势分析进线电流基波有效值和功率趋势分析 首端进线基波电流首端进线基波电流首端进线基波功率首端进线基波功率4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端进线电流基波有效值趋势分析统计报表进线电流基波有效值趋势分析统计报表 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端进线基波功率趋势分析统计报表进线基波功率趋势分析统计报表 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端进线电流基波序分析趋势分析进线电流基波序分析趋势分析 首端进线基波电流正序分量首端进线基波电流正序分量首端进线基波电流负序分量首端进线基波电流负序分量4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端进线电流基波序分析趋势分析进线电流基波序分析趋势分析 首端进线基波电流正序分量首端进线基波电流正序分量首端进线基波电流零序分量首端进线基波电流零序分量4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题某低压台区某低压台区首端首端进线电流基波序分析趋势分析统计报表进线电流基波序分析趋势分析统计报表 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题末端含末端含3kW3kW扶贫光伏扶贫光伏用户端用户端基波电压有效值和电压偏差趋势分析基波电压有效值和电压偏差趋势分析 用户端基波电压有效值用户端基波电压有效值用户端电压偏差用户端电压偏差4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题末端含末端含3kW3kW扶贫光伏用户端电压谐波总畸变率和各次谐波分布扶贫光伏用户端电压谐波总畸变率和各次谐波分布 用户端电压总谐波畸变率用户端电压总谐波畸变率用户端各次谐波电压含有率用户端各次谐波电压含有率4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题末端含末端含3kW3kW扶贫光伏用户电压闪变趋势分析扶贫光伏用户电压闪变趋势分析 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题末端含末端含3kW3kW扶贫光伏用户进线和光伏发电基波功率趋势分析扶贫光伏用户进线和光伏发电基波功率趋势分析 用户端进线基波功率用户端进线基波功率用户端用户端3kW3kW光伏进线基波功率光伏进线基波功率4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题解决方案解决方案 4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题农网单相扶贫光伏造成低压台区高电压、闪变和不平衡的问题可补偿三相有功和无功电流的不平衡。

可补偿三相有功和无功电流的不平衡Kirchhoff Circuit Laws：三相不平衡负载Ia= 10 AIb= 10 AIc= 10 AIa' = 5 AIb' = 10 AIc' = 15 A+-三相三线电网...APF控制器IGBT驱动CT....低压三相负荷不平衡系统的有源治理方案低压三相负荷不平衡系统的有源治理方案利用利用直流直流侧储侧储能电能电容实容实现能现能量的量的相间相间转移转移4 4 电能质量问题与对策电能质量问题与对策结束语结束语5 5 第第5 5部分部分谐波与因光伏发电谐波与因光伏发电造成进线平均功率造成进线平均功率因数下降的问题，因数下降的问题，以及对原有无功补以及对原有无功补偿装置控制的影响，偿装置控制的影响，是光伏发电接入配是光伏发电接入配电网面临的主要电电网面临的主要电能质量问题能质量问题对于科学制定光伏发电接入配电网的电能对于科学制定光伏发电接入配电网的电能质量解决方案，电能质量测试与评估工作质量解决方案，电能质量测试与评估工作是十分必要和有效的手段是十分必要和有效的手段对于光伏发电接入容对于光伏发电接入容量比较大的配电网，量比较大的配电网，而无功功率需求较小而无功功率需求较小的场合，为避免进线的场合，为避免进线平均功率因数低而造平均功率因数低而造成的力率电费罚款，成的力率电费罚款，SVG装置以及无功功装置以及无功功率完全补偿是解决这率完全补偿是解决这类问题值得推荐的方类问题值得推荐的方法。

法应重点关注配电网背景谐波对光伏逆变应重点关注配电网背景谐波对光伏逆变器入口滤波器产生的不利影响器入口滤波器产生的不利影响5 5 结束语结束语感谢各位来宾的聆听！感谢各位来宾的聆听！请对不足之处提宝贵意见！请对不足之处提宝贵意见！联系方式：，邮箱联系方式：，邮箱。