光伏发电项目电能质量评估分析演示教学

Telecom Power Technology运营维护技术光伏并网发电系统中电能质量监测与优化技术探讨杨桃1，许新华1，汤磊华电（宁夏）能源有限公司新能源分公司，宁夏银川750000；2.华电（宁夏）能源有限公司，宁夏文章旨在研究光伏并网发电系统中的电能质量监测与优化技术。

通过监测分析光伏发电系统的电能质量结合传统的电能质量优化方法和基于智能算法的优化技术，提出一种综合的电能质量优化方案。

验证电能质量监测与优化技术在光伏并网发电系统中具有重要的应用价值，为系统的稳定运行和可靠性提供有效的技术支持。

文章的研究成果能够有效提高光伏并网发电系统的电能质量水平，为系统运行稳定、安全提供可靠的技光伏并网发电系统；电能质量；监测技术Monitoring and Optimization of Power Quality in Photovoltaic Grid-Connected PowerGeneration SystemsYANG Tao1, XU Xinhua1, TANG Lei.Huadian (Ningxia) Energy Co., Ltd., New Energy Branch, Yinchuan.Huadian (Ningxia) Energy Co., Ltd., Yinchuan图1 光伏发电原理1.2 并网发电系统组成与工作原理光伏并网发电系统是一种将太阳能电池阵列产生的直流电转换为交流电，并与公共电网连接的系统。

光伏并网发电系统的组成如图2所示，主要包括太 2024年4月10日第41卷第7期217 Telecom Power TechnologyApr. 10, 2024, Vol.41 No.7杨 桃，等：光伏并网发电系统中 电能质量监测与优化技术探讨阳能电池阵列、汇流箱、电表、直流配电柜、交流配电柜、直流/交流（Direct Current/Alternating Current ，DC/AC ）并网逆变器、控制器（光伏系统的管理和监控控制器）、电网连接装置以及监测系统等。

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。

光伏并网发电中的电能质量问题及解决方案西安交通大学电气工程学院卓放2013年4月26日21.1. 导言2.2. 光伏发电系统中电能质量问题分析3.3. 并网标准4.4. 可能的解决方案5.5. 案例分析6.6. 结论目 录•光伏发电发展的必要性光伏发电具有无污染无污染、、可持续可持续、、总量大总量大、、分布广分布广、、应用形式多样等优点样等优点，，受到世界各国的高度重视受到世界各国的高度重视。

我国光伏产业在制造水平制造水平、、产业体系产业体系、、技术研发等方面具有良好的发展基础有良好的发展基础，，国内外市场前景总体看好。

2012 2012年年，尽管困难尽管困难，，但仍呈现快速发展快速发展，，规模与投资都在增长。

新增装机量约为4.5GW ，同比增长66%，约占全球市场份额的14%。

总产值超过3000亿元亿元。

2013 2013年国内光伏新增装机量达到年国内光伏新增装机量达到10GW 。

只要只要抓住机遇抓住机遇，，加快转型，必将迎来广阔的发展空间必将迎来广阔的发展空间。

光伏发电技术的发展现状20122012年我国已掌握年我国已掌握全套晶硅电池关键工艺技术关键工艺技术；； 单晶硅和多晶硅电池产业化转化效率已分别达到17.5%和16.5%；主要光伏企业的高效电池效率已均达到19%以上以上，，量产效率也超过18%；准单晶技术风生水起风生水起，，量产效率量产效率17%17%以上以上，，处于全球领先水平球领先水平。

逆变器长期发展以来长期发展以来，，转换效率持续上升持续上升，，由90~92%上升到98%以上以上，，未来的目标是达到99~100%；与电网的连接逆变器----电力电子技术扮演重要角色电力电子技术扮演重要角色电力电子技术扮演重要角色；；馈入电网的品质与逆变器控制技术密切相关与逆变器控制技术密切相关。

2. 2.光伏发电系统中电能质量问题分析光伏发电系统中电能质量问题分析 影响太阳发电因素夜晚阴天灰尘环境温度光伏板安装位置光伏板安装位置、、角度输出功率会出现快速变化变化，，最大变化率超过10%额定额定。

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。

光伏电站并网后的电能质量评估
内容摘要：
在技术工艺进步和国家政策激励的双重推动下，光伏并网发电技术正在迅速崛起。

然而，由于光伏电站的固有特性以及接人电网后对电网结构、潮流等的改变，光伏电站的接入将会对电网的电能质量、规划、运行及继电保护等方面产生不利影响，本文主要针对光伏电站并网点的谐波、电压偏差、电压波动、电压不平衡度、直流分量等方面的电能质量问题进行评估。

（1）建立等效电路系统模型，计算送出线、升压变无功功率消耗及并网点短路容量；
（2）对谐波进行分析：计算并网点的各次谐波电流注入值及允许限值，从而得出并网点各次谐波电压含量（%），最后计算出电压
总畸变率；
（3）电压偏差：按光伏电站的10min有功功率变化最大限值和1min 有功功率变化最大限值，求出不同运行方式下的电压偏差，考核
接入点电压偏差值是否满足要求；
（4）电压波动及闪变：根据电压波动的单位闪变曲线对应的数据，计算出不同运行方式下的电压波动，判断并网点的电压波动及闪变是否满足；
（5）电压不平衡度：根据并网光伏电站的逆变器产品认证试验报告中的电压不平衡度数据，依据等效模型，认为升压变压器的负序阻
抗与正序阻抗相等，根据公式推算并网点的电压不平衡度；
（6）直流分量：升压变压器为交流变压器的，低压侧的直流分量不会通过升压变压器进入到并网点，即在高压侧直流分量为0，不会影响系统。

（7）无功容量需求：根据出线及升压变消耗的无功功率，及电缆线路产生的无功功率，计算并网点需要的无功补偿容量。

光伏发电系统的电能质量与性能评估方法一、引言光伏发电系统作为一种清洁、可再生能源发电方式，得到了广泛的关注和应用。

随着光伏发电技术的不断进步和规模化应用，对其电能质量和性能评估的需求也日益增长。

本文旨在探讨光伏发电系统的电能质量和性能评估方法，为提高光伏系统的工作效率和电能输出质量提供科学的指导。

二、光伏发电系统的电能质量评估方法1. 温度对电能质量的影响评估方法光伏电池的温度会影响光伏系统的性能和电能质量。

评估光伏系统中电池温度的方法包括测量电池表面温度、模拟计算和数学建模。

通过实时监测电池温度，并与额定温度进行对比，可以评估系统是否处于正常工作状态。

2. 光照强度对电能质量的影响评估方法光照强度是影响光伏系统发电能力的重要因素。

评估光照强度对电能质量的影响可采用多种方法，如使用光照强度传感器实时监测光照强度变化、利用光伏工作曲线分析电池输出功率与光照强度的关系等。

通过比较实际输出功率与理论功率的差距，可以评估光照强度对电能质量的影响程度。

3. 输出电压波动对电能质量的影响评估方法光伏发电系统的输出电压波动会对电能质量产生影响。

评估输出电压波动对电能质量的影响主要采用波动指标法和数学模型法。

波动指标法通过测量电压波动的幅值和频率来评估电能质量。

数学模型法则基于对电压波动现象的建模和分析，通过计算电压波动对负载的影响程度，从而评估电能质量的好坏。

4. 并网电压失真对电能质量的影响评估方法光伏发电系统并网运行时，可能会引起电网电压的失真，对电能质量产生影响。

评估并网电压失真对电能质量的影响可以采用谐波含量分析、总谐波失真率评估和时域波形重构等方法。

通过测量并网电压的谐波含量和总谐波失真率，可以评估并网电压对电能质量的影响。

三、光伏发电系统的性能评估方法1. 效率评估方法光伏发电系统的电能转换率是评估光伏系统性能的重要指标之一。

通常采用以下两种方法进行效率评估：第一种是以电池组件或系统的输出功率与投入太阳能辐射量的比值计算得到效率；第二种是基于光伏电池的I-V和P-V特性曲线，使用最大功率点追踪算法计算最大功率点的效率。

高渗透率下分布式光伏并网电能质量的评估与研究摘要：随着科技发展和能源结构的格局变化，在新的发电形式中，可再生清洁能源将逐步取代传统一次能源。

传统一次能源的非再生性和对环境污染的不可逆性，促使人们寻求新能源来改变现有的能源结构。

而太阳能资源具备取之不尽，用之不竭、绿色环保、使用寿命长、维护简单等优点，在可持续的能源战略中具有重要地位。

因此，分布式光伏的发电形式具有很大的发展空间。

本文对高渗透率下分布式光伏并网电能质量的影响进行研究，研究了分布式光伏接入配电网后对电压质量的影响以及其投运前后对电能质量各项指标的综合评估。

关键词：渗透率；分布式光伏；电能质量引言随着分布式光伏的不断发展，伴随着分布式光伏的渗透率的增加，会对系统的电能质量产生严重影响，主要会造成供电电压不稳定、谐波污染、三相电压不平衡以及无功功率不平衡等方面的问题。

因此，研究高渗透率下分布式光伏并网电能质量的影响，对太阳能合理利用和配电网建设具有理论指导意义。

1光伏发电并网后配电网的电能质量评估研究现状分布式光伏发电是指利用装机容量较小的、分散布置在用户附近的发电系统。

分布式光伏接入配电网后，会对其电能质量产生一定程度的影响。

国外发达国家的研究重点在分布式光伏对系统的影响方面，但是其对低压配电网用户供电质量的影响没有受到重视。

目前，大部分电能质量评估模型具有较大的主观性且数据处理复杂。

传统的电能质量综合评估方法对电能质量综合评估是对电能质量进行优劣排序，并没有考虑用户需求。

而分布式电源接入大电网的电能质量评估应将研究重点放在分布式电源自身。

对传统的数据进行分析，将多个未接入大电网的分布式电源进行相对优劣的评估。

但是不能对每一个决策单元进行有效分析。

经过长期的研究，国内外很多学者取得了丰硕的研究成果，产生了很多新理论和新方法。

但是对于新理论和新方法的实用化和可行性还有待进一步深入研究。

2分布式光伏并网系统电能质量综合评估方法电能质量评估得各项指标如下：（1）电压偏差电压偏差是在正常运行方式下，供电电压出现持续性偏离运行标称值。

运营探讨光伏电站电能质量评估及谐波治理研究夏巨龙（湖南动力源电力勘测设计有限公司，湖南光伏发电装机规模不断扩大，电能质量的综合评估越来越受到行业关注，光伏电站谐波特性严重影响电网系统的电能质量。

以实际项目为案例，从电力接入系统、谐波电压电流限值与现状、谐波计算网络建模以及滤波器配置方案等几个方面进行分析，确定光伏电站谐波治理方案，为其他大型光伏电站谐波治理提供理论基础。

Research on Power Quality Assessment and Harmonic Control of Photovoltaic PowerStationXIA JulongHunan Power Source Electric Power Survey Design Co.，With the continuous expansion of photovoltaic power generation installation scalemore and more attention fromthe power quality of power）为浮桥220 kV变电站或断港头110 kV变电站kV母线，其最小运行方式下的母线短路容量1608 MVA和882 MVA[5-7]。

根据《电能质量公用电网谐波》(GB/T 14549-93)规定，公用网谐波电压限制如表1所示。

表1 公用网谐波电压限值电网标称电压/kV电压总谐波畸变率/%各次谐波电压含有率奇次1102.01.6353.02.4浮桥和太子庙两座220 kV变电站的背景谐波分2和表3所示，其中浮桥、太子庙变电站的母线谐波电压总畸变率分别为0.73%和为校核光伏电站对系统的影响，取谐波电压总畸变率大的浮桥变电站的背景谐波作为同型220 kV景谐波。

表2 浮桥220 kV变电站的谐波电压总畸变率现状谐波次数电压总畸变率/%谐波次数电压总畸变率0.04140.020.46150.030.02160.020.43170.050.02180.020.41190.050.03200.030.09210.050.07220.020.04230.030.03240.020.09250.03总谐波电流限值根据《电能质量：公用电网谐波》技术要求，110 kV对应基准容量值见GB/T限值[8]。