光伏电站并网后的电能质量评估

基于ETAP的光伏电站并网电能质量评估陈丽【摘要】针对典型50 MWp光伏电站进行分析,通过ETAP电力系统仿真平台对区域电网及光伏电站进行建模,以对其电能质量进行评估,结果表明,该光伏电站接入电网后,其在PCC点产生的谐波电流,引起的电压波动及闪变、电压偏差、直流电流分量等关键电能质量参数均满足相关规程要求.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】4页(P59-62)【关键词】光伏电站;电能质量;谐波;电压波动;电压闪变【作者】陈丽【作者单位】河北省电力勘测设计研究院,石家庄 050031【正文语种】中文【中图分类】TM615随着光伏发电技术快速发展，越来越多的光伏电站并入电网，其电能输出特性成为影响电网电能质量的重要因素。

以50 MWp光伏电站为例进行电能质量评估。

光伏电站场内建设一座110 kV升压站，主变规模1×50 MVA，变比115±8×1.25%/37 kV。

光伏电站由50个发电系统单元组成，每个单元容量为1.0 MWp，经2台500 kW并网逆变器和1台1 000 kVA箱式升压变压器(0.4/0.4/37 kV)升压至35 kV，而后经5回集电线路汇集至35 kV母线，再升压至110 kV，通过一回线路T接苑水-马村110 kV线路并网。

正常运行方式下，马村110 kV变电站由玉林-马村线路主供，苑水-马村线路断开做备用，因此光伏电站T接苑水-马村线路后，光伏电站并网点为苑水220 kV站110 kV侧，即苑水220 kV站110 kV侧为本项目与电网的公共连接点(简称“PCC点”)，以下主要考察PCC点的电能质量是否满足要求。

1.1 ETAP仿真系统简介ETAP12.6.0是当前广泛使用的电力系统分析计算工具，ETAP用户可以通过可视化界面建立电网系统。

它适用于从单座变电站、电厂到大型电网、电力系统的分析计算。

《并网光伏电站性能监测与质量评估技术规范》编制说明一、制定本技术要求的必要性2013年国发〔2013〕24号文件，《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》中认为，光伏产业是全球能源科技和产业的重要发展方向，是具有巨大发展潜力的朝阳产业，也是我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业。

我国光伏产业当前遇到的问题和困难，既是对产业发展的挑战，也是促进产业调整升级的契机，特别是光伏发电成本大幅下降，为扩大国内市场提供了有利条件。

要坚定信心，抓住机遇，开拓创新，毫不动摇地推进光伏产业持续健康发展。

光伏行业全球产能过剩的严峻形势促使中国国内市场迅速壮大，2012年我国新增光伏装机量达到创纪录的4.5GW，今年我国光伏应用市场有望再次爆发，新增光伏装机容量可能会达到10GW。

国内市场将在未来几年形成爆发式增长，可以预见，中国的太阳能光伏发电市场具有非常广阔的发展前景，而并网光伏发电系统作为目前发展最为重要的一种形式，制定其合理评价质量依据变得尤为重要，本技术规范编制目的为合理评价光伏发电系统的质量为光伏电站的股权融资、产权交易、质量担保提供依据，同时为评价并网光伏发电系统整体质量提供有效技术支撑。

二、技术要求编制工作过程综述该技术规范是中国质量认证中心（英文简称CQC）2013年科技计划项目《光伏发电系统性能评估》项目中的一部分。

《并网光伏电站性能监测与质量评估技术规范》项目于2013年7月启动，以中国质量认证中心为主，联合中国科学院电工研究所、北京科诺伟业科技有限公司、北京计科电中心、中科院风能太阳能检测中心等组成技术规范制定工作组，针对并网光伏电站的测试方法及要求进行了深入研究。

课题组青海当地大型光伏电站实际调研情况为基础，并进行实际测试验证，确立了技术规范的框架。

技术规范草案初稿完成后，广泛征求相关单位的意见，并对技术要求的意见进行了汇总。

根据意见汇总的内容，对技术规范进行了修改，对于存在较大分歧意见的测试项目及技术要求，最终根据大量的比对数据、引用参照的测试标准方法的规定以及实际电站业主单位的需求反应，确立了技术规范的申请备案稿。

并网光伏电站电能质量分析摘要：随着光伏发电应用的快速发展，其并网运行的电能质量问题日益得到关注。

本文分析总结了科技园160kW并网光伏电站的技术特点和电能质量状况，并对其谐波问题进行了重点研究；介绍了大型光伏电站接入的电能质量评估的重点内容及方法；认为大型光伏电站接入的评估方法还需要进一步研究。

关键词：并网；光伏系统；电能质量；评估方法；逆变器引言电能质量问题的提出由来已久，在电力系统发展的早期，电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成，因此衡量电能质量的指标也比较简单，主要有频率偏移和电压偏移两种。

20 世纪80 年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用，同时，为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和FACTS 技术不断投入实际工程应用。

这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。

但另一方面，基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力电子设备在系统中大量投入使用，它们对系统的干扰较机电设备更加敏感。

随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高[1]。

同时，随着能源和环境压力的增大，光伏发电作为可再生能源发电日益得到国家产业政策的扶持和社会的关注。

由于并网光伏发电采用了电力电子变换技术，其并网运行时会对电网的电能质量产生影响；同时，由于光伏发电的应用在国内还处于示范阶段，评估光伏发电接入对电网电能质量的影响还是一个需要进一步研究的课题。

本文针对徐州某科技园160kW光伏电站接入的电能质量情况进行了分析，并介绍了大型光伏电站接入的电能质量评估内容和方法。

1.并网光伏电站的技术特点并网光伏电站由于存在DC—AC变换环节，需要采用大功率电力电子变换器件进行光伏并网控制，故其性能参数直接关系到光伏发电并网对电网电能质量的影响。

并网光伏电站根据设计容量的大小，可以选择高压、中压和低压等电压等级的并网方式。

182023年11月上 第21期 总第417期能源科技| TECHNOLOGY ENERGY0引言当前，社会经济发展对能源资源需求不断增加，为减少对传统化能源的依赖，在新能源研究推广方面投入了大量资金，并取得了一定的成效[1]。

目前，我国新能源发电并网规模持续扩大，由此也暴露了一些问题，如新能源发电并网占比增大后，电网运行稳定性受到影响，电能质量下降，如何解决此类问题直接关系到新能源发电技术的未来进一步推广运用[2]。

1项目概述京能国际青海共和30MW 电站地处青海省海南藏族自治州共和县一塔拉光伏园区。

电站共28个发电单元，其中2个单元（#12、#14单元）配置4台（每单元2台）上能EP-0500-A 型集中式逆变器，其余26个单元（#1-#11、#13、#15-#28单元）配置华为SUN2000-125KTL-M5型组串式逆变器。

按照国网青海省电力调度控制中心的要求，现需对青海共和30MW 电站3种不同型号的逆变器进行频率、电压耐受能力等涉网性能检测和评价，并出具合格的检测评价报告报当地电网公司认可。

2新能源并网电站电能质量合规性测试2.1 测试条件2.1.1 频率耐受能力试验通过检测确认青海共和30MW 电站3种型号的逆变器具备以下不同频率的耐受能力。

逆变器在不同频率范围内的运行规定见下表1。

2.1.2低电压穿越测试确认3种型号的逆变器满足《青海电网新能源发电技术要求》中低电压穿越技术要求。

（1）无功低穿电流系数：自电站并网点电压低于低功电流增量△I 段q_LVRT 应实时跟踪并网点电压变化：△I 段q_LVRT ≥K 1×(ULV-UT)I 段N(0.2p.u.≤UT ≤0.9p.u.)△I 段q_LVRT ≥1.05×I 段N(UT<0.2p.u.)△I 段q_LVRT=0(UT>0.9p.u.)。

式中：UL V—光伏电站低穿阈值，取值0.9p.u.；UT—光伏电站并网点电压值；K 1—无功低穿电流系数，取值范围1.5-2.0（推荐1.5)；I 段N—光伏电站额定电流。

光伏电站并网对电能质量的影响分析相比传统的能源资源，太阳能一直被认为是一种环保可持续的能源选择。

在过去的几十年中，光伏发电技术得到了长足的发展和应用，光伏电站作为能源转换的中心，已经成为了一个普遍存在的能源形式。

然而，光伏电站并网对电能质量的影响一直备受关注。

在本文中，将分析光伏电站并网对电能质量的影响，并探讨可能的解决方案。

首先，光伏电站并网在电能质量方面带来了一些挑战。

由于太阳能的不稳定性和间歇性，光伏电站会在一天中出现频繁的功率波动。

这些波动可能会对电网的稳定性和供电质量产生负面影响。

例如，当光照条件突然发生变化时，光伏电站的输出功率可能会迅速增加或减少，导致电网的电压和频率出现波动。

此外，光伏电站并网可能会产生谐波和干扰，对电网和其他用户的设备造成损坏。

为了解决这些问题，一种常见的方法是采用能量储备装置，如电池组或超级电容器，来平衡光伏电站的输出波动。

这些储备装置可以在光照条件变化时提供稳定的电能，从而减少对电网的冲击。

此外，适当的发电策略可以帮助减少功率波动。

例如，根据天气和电网负载的预测，可以调整光伏电站的发电功率。

这需要使用先进的预测算法和智能控制系统。

另一个影响电能质量的因素是光伏电站的谐波和有功功率因数的问题。

在光伏发电过程中产生的谐波可能会干扰到电网和其他用户的设备。

因此，必须采取相应的措施来减少谐波的产生和传播。

例如，可以使用谐波滤波器来抑制光伏电站的谐波。

此外，应优化光伏电站的设计和运行，以最大限度地提高其功率因数。

通过采用适当的控制策略和技术手段，可以实现在光伏电站并网过程中达到较高的功率因数。

此外，与传统的能源电站相比，光伏电站还存在电磁辐射的问题。

光伏电站中的逆变器和变压器可能会产生较高的电磁辐射水平，对人体健康和周围环境造成潜在风险。

为了减少电磁辐射的影响，可以采用电磁屏蔽和隔离措施。

此外，应对光伏电站的布局和设计进行优化，以减少电磁辐射的传播和接触。

综上所述，光伏电站并网对电能质量有一定影响。

分布式光伏电站电能质量检测方式和评估方法探究摘要：随着分布式光伏发电的大力发展，光伏发电的应用越来越广泛，光伏电站电能质量对用户来说也越来越重要。

分布式光伏发电作为一种新兴的可再生能源，在我国乃至世界范围内得到了迅速发展。

分布式光伏发电具有良好的环境效益、经济效益和社会效益，是一种能够实现可持续发展的绿色能源。

但是由于分布式光伏发电的特殊性，其电能质量问题需要引起足够的重视。

分布式光伏发电是指将太阳能发电装置直接安装在用户附近，与用户通过电力电子设备（逆变器）相连，将电能输送至电网的一种发电方式。

其具有以下特点：由太阳能直接产生电能、分布于用户附近，就近并网、并网运行时电压与电流较普通电力系统低、发电量受季节和日照影响较大。

关键词：分布式光伏；电能质量；检测方法；评估方法引言：分布式光伏电站是由太阳能电池板组成的光伏发电系统，利用光电效应将太阳辐射能直接转换为电能，因此分布式光伏电站是一种具有电力电子装置的电能转换装置，具有可再生、清洁、无污染等特点。

分布式光伏电站接入电网后会产生谐波污染和三相不平衡等电能质量问题，严重时会影响电网的安全运行。

因此对分布式光伏电站电能质量进行检测，分析电能质量问题的成因并提出解决措施，对促进分布式光伏电站健康发展具有重要意义。

一、分布式光伏电站中存在的电能质量问题近年来，随着光伏电站的规模不断扩大，其电能质量问题也越来越引起重视。

由于分布式光伏发电具有间歇性和分散性的特点，电网与分布式光伏电站之间的电能质量问题将变得更为复杂，为了保证电能质量，提高光伏电站的经济性、可靠性和竞争力，应积极研究分布式光伏电站中存在的电能质量问题。

1.谐波污染光伏电站主要是由直流汇流柜、逆变器、升压变压器以及电缆等组成，由于直流汇流柜的整流特性，在并网运行时，将会产生大量的谐波电流和电压，从而对电网造成严重污染。

此外，在并网运行时，由于分布式光伏电站多采用串并联结构，所以还会产生大量的并联谐波电流。

光伏发电站并网安全条件及评价规模版光伏发电是一种利用太阳光转化为电能的可再生能源技术，其具有环保、可持续等优势，并且具有较高的发电效率。

然而，光伏发电并网安全问题是光伏发电发展过程中需要重点关注的一个问题。

本文将从光伏发电站并网安全的条件以及评价方法两个方面进行论述。

一、光伏发电站并网安全条件光伏发电站并网安全是指光伏发电站将发电所产生的电能接入公共电网，并保证电网的稳定运行，确保人身和财产安全。

光伏发电站并网安全需要满足以下条件：1.电网适应性：光伏发电站的电力输出要与公共电网的要求相符，包括电压、频率、电流等参数的匹配，以及电网规模和电源接入能力的适应性。

2.接地保护：光伏发电站的接地系统要符合电力行业的标准要求，确保系统的可靠接地，减少接地故障产生的安全隐患。

3.电力品质：光伏发电引入公共电网的电力质量要满足相关标准要求，包括电压波动、电压谐波、频率偏差等。

4.过电流保护：光伏发电站要具备过电流保护功能，能够对可能引发电网故障的过电流情况进行检测、保护和隔离。

5.雷电防护：光伏发电站要具备雷电防护措施，能够降低雷电活动对系统运行带来的风险，并确保设备的可靠运行。

6.自动对流：光伏发电站与公共电网之间应建立自动对流的关系，通过监测、控制和调度等手段，实现电网的安全稳定运行。

二、光伏发电站并网安全评价方法为了评价光伏发电站并网的安全性，可以采用以下方法：1.风险评估：通过对光伏发电站可能面临的各类风险进行评估，包括自然灾害、设备故障、电网故障等，分析其潜在风险和影响，从而确定相应的防护措施。

2.系统监测：建立光伏发电站的监测系统，对光伏发电系统的运行进行实时监测，包括电流、电压、频率、功率等参数的监测，及时发现问题，进行处理。

3.安全培训：加强对光伏发电站运行人员、维护人员的安全培训，提高其对光伏发电站并网安全要求的认识，提供应急应对能力。

4.故障处理：建立完善的故障处理机制，包括故障报警、故障定位、故障隔离和故障恢复等步骤，确保光伏发电系统在故障情况下能够迅速恢复并继续运行。

光伏发电项目电能质量评估分析作者：文红来源：《中国新技术新产品》2018年第06期摘要：本文根据相关标准对广东某光伏发电站的电能质量进行评估分析，针对电能质量问题提出合理的治理方案，使电能质量符合相关标准规定。

关键词：光伏发电；电能质量评估；项目概况中图分类号：TK514；TM615 文献标志码：A0 引言光伏电站所发电力可能会产生一系列电能质量问题，本文利用仿真软件对光伏电站所接电网电能质量的干扰程度进行评估分析，与国家标准规定值进行对比，如存在问题，则提出相关解决方案。

1 项目概况光伏发电项目接入系统示意图如图1所示。

1.1 电能质量考核点光伏发电项目接入的A站110kV1M母线为光伏接入系统的公共连接点（用户接入公用电网的连接处，Point of Common Coupling，即PCC），即为电能质量考核点。

根据A站110kV1M母线小方式下短路电流计算，PCC点的最小短路容量为SSCA站110kV=853.94MVA。

按以上短路容量可计算光伏公共连接点的电能质量限值。

1.2 仿真分析网络无功及电压偏差部分采用PSD电力系统分析软件。

三相不平衡潮流及谐波分析采用电力系统仿真软件ETAP。

主要计算条件如下：（1）系统等值机：1台。

（2）110kV输电线路：1回。

（3）10kV输电线路：3回。

（4）等值负荷：4组。

（5）光伏组件模型（含谐波源）：34组。

2 电能质量指标限值国家电能质量标准有关规定要求：评估各项电能指标时需考虑供电系统最小运行方式。

在最小运行方式下，公共连接点的短路容量越小，干扰源产生的影响越大，公共连接点的各项电能质量指标越不容易达标。

2.1 电压偏差根据《电能质量供电电压偏差》（GB12325—2008）以及《广东电网有限责任公司配电网规划技术指导原则》，正常运行时光伏电站110kV并网点电压的允许偏差为额定电压的-3%～7%。

2.2 谐波2.2.1 谐波电压。

国标规定的公用电网谐波电压（相电压）限值见表1，母线的谐波电压应小于表中所列出的数值。