張武 胡經(jīng)偉

摘 要：新型能源電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)電能質(zhì)量在一定程度上提出了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著敏感負(fù)荷越來(lái)越多，電能質(zhì)量問題也會(huì)越來(lái)越突出，必將需求大量電能質(zhì)量治理產(chǎn)品。由于電能質(zhì)量不合格而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行，電氣設(shè)備造成的危害將更加明顯，也會(huì)在一定程度上影響到工企業(yè)的安全生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益。改善電能質(zhì)量，對(duì)電網(wǎng)的安全、可靠、高效具有重要的意義，利于全社會(huì)的發(fā)展。所以在智能、新型電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)更需關(guān)注電能質(zhì)量問題，完善電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定，加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析方法的研究，力求建立一個(gè)高效率，安全可靠，環(huán)境友好的電網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：新型能源；智能電網(wǎng)；電能質(zhì)量；分析

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）29-0053-02

Abstract： The development of new energy grid brings opportunities and challenges to power quality to a certain extent. As more and more sensitive loads， power quality problems will become more and more prominent， will demand a large number of power quality governance products. As the power quality is not up to standard， the harm caused by electrical equipment will be more obvious， and to a certain extent， it will affect the safety of production and economic benefits of industrial enterprises. The improvement of power quality is of great significance to the safety， reliability and efficiency of the power grid， and is conducive to the development of the whole society. Therefore， in the construction of smart and new type power grid， it is necessary to pay more attention to power quality problems， improve the formulation of power quality standards， strengthen the research of power quality monitoring and analysis methods， and strive to establish a high efficiency， safe， reliable and environmentally-friendly power grid.

Keywords： new energy； smart grid； power quality； analysis

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)的日益完善，人們?cè)絹?lái)越依靠各種大規(guī)模，自動(dòng)化程度高的電力系統(tǒng)。但科技的進(jìn)步使得人們?cè)絹?lái)越依賴各種電子設(shè)備，通訊設(shè)備以及信息技術(shù)設(shè)備。而精密的儀器都必須建立在優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)上，隨著時(shí)代變化，人們對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)帶給電能質(zhì)量更多的機(jī)遇和更大的挑戰(zhàn)。分布式電源的接入，一方面帶來(lái)的是對(duì)現(xiàn)有能源危機(jī)的緩解，另一方面會(huì)導(dǎo)致大量諧波注入電網(wǎng)，影響電能質(zhì)量。

盡管智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)尚處于起步階段，但是建立智能電網(wǎng)已經(jīng)成為各國(guó)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，將推動(dòng)電力行業(yè)的進(jìn)步。只有了解智能電網(wǎng)所帶給電能質(zhì)量的新問題，才能更好的對(duì)電網(wǎng)的配供電進(jìn)行優(yōu)化。

1 微電網(wǎng)運(yùn)行方式

綜合國(guó)內(nèi)各種新能源的發(fā)展，各種新型能源的接入，微電網(wǎng)有2種基本的運(yùn)行方式，即并網(wǎng)運(yùn)行和獨(dú)立運(yùn)行。本文主要研究獨(dú)立運(yùn)行下的微電網(wǎng)。當(dāng)獨(dú)立微電網(wǎng)電壓過低時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)能力下降，使帶負(fù)載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。電壓過低還會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電流顯著增大，使繞組溫度上升，加速絕緣老化，在嚴(yán)重情況下，甚至使電動(dòng)機(jī)燒毀。電壓下降，會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，將影響工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。電壓過低時(shí)，照明設(shè)備的發(fā)光率和亮度也會(huì)大幅度下降。電壓過高將使所有電氣設(shè)備絕緣受損；使變壓器、電動(dòng)機(jī)等的鐵心飽和程度加深，鐵心損耗增大，溫升增加，壽命縮短?？梢?，對(duì)獨(dú)立微電網(wǎng)進(jìn)行電壓控制的重要性，各國(guó)開始提出對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模智能改革，以完善電力系統(tǒng)，使其變得更加節(jié)能高效，應(yīng)變靈活，并能夠穩(wěn)定運(yùn)行。圖1是某供電公司微電網(wǎng)電源接入方案。

2 智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)

智能電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：有效處理故障；運(yùn)行穩(wěn)定且有一定自我修復(fù)功能；支持各種類型電源及可再生電源的接入；與電力用戶的設(shè)備進(jìn)行交互；降低所需的經(jīng)濟(jì)成本；提供優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量；完善管理制度。而其中的重點(diǎn)是，安全可靠，經(jīng)濟(jì)節(jié)能。在安全性和可靠性上，需要監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，快速，準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障并且自動(dòng)處理，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。想實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，節(jié)能性，就要在能源運(yùn)輸上降低損耗，使電網(wǎng)達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷狀況隨時(shí)調(diào)整電價(jià)并讓用戶獲知，大力發(fā)展風(fēng)電、水電等可再生能源，提高火電、核電等傳統(tǒng)能源的效率。

3 新能源接入對(duì)電能質(zhì)量影響問題

隨著電力電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，電能質(zhì)量問題日益突出。一方面，電力系統(tǒng)中大型電力設(shè)備的啟動(dòng)，停運(yùn)和跳閘導(dǎo)致額定電壓暫降，產(chǎn)生電壓波動(dòng)和閃變。大功率非線性負(fù)荷，沖擊性負(fù)荷，不對(duì)稱性負(fù)荷如大型電機(jī)，高壓直流輸電，電氣化鐵路，風(fēng)電機(jī)組，大型起重機(jī)，大型娛樂場(chǎng)所的電飛車、冶金電爐的不斷增加造成大量諧波電流注入電網(wǎng)。這些使電力系統(tǒng)出現(xiàn)電網(wǎng)諧波污染，三項(xiàng)電壓不平衡，電壓波動(dòng)和閃邊等問題，嚴(yán)重影響了電能質(zhì)量；另一方面，隨著通信技術(shù)的推廣，發(fā)展，各種復(fù)雜的電子儀器等負(fù)載對(duì)電能供應(yīng)有了更高的要求。而智能電網(wǎng)的發(fā)展，電動(dòng)汽車及汽車充電站的出現(xiàn)更是帶來(lái)了更多電能質(zhì)量問題。為滿足市場(chǎng)需求，應(yīng)當(dāng)對(duì)電網(wǎng)和用戶的電能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析以更好的對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)控。

分布式電源的發(fā)展首先帶來(lái)的是配電系統(tǒng)管理上的困難。傳統(tǒng)配電網(wǎng)的潮流是從電源到用戶單向流動(dòng)的，其一般呈現(xiàn)輻射狀。配電網(wǎng)接入分布式電源后，整個(gè)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生了巨大的變化，成為一個(gè)多電源，網(wǎng)狀的供電系統(tǒng)，造成配電網(wǎng)潮流的不確定性增加，配電網(wǎng)電壓控制上造成困難，也會(huì)因此引發(fā)一系列安全問題和電能質(zhì)量問題如繼電保護(hù)誤啟動(dòng)，電壓閃變和電壓波動(dòng)等。

4 風(fēng)電影響實(shí)例分析

風(fēng)電即風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)是一種可再生能源，我國(guó)是風(fēng)力資源豐富的國(guó)家，擁有大量陸上風(fēng)能資源和海上風(fēng)能資源，在國(guó)家的大力推動(dòng)下，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。但是，據(jù)電監(jiān)會(huì)風(fēng)電發(fā)展調(diào)研組的調(diào)查，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量造成了一定不利影響，如風(fēng)電場(chǎng)輸出功率具有間歇性，造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變，大幅度波動(dòng)的風(fēng)速導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組出力波動(dòng)較大，其引起的電壓偏差可能會(huì)超出系統(tǒng)允許的范圍，風(fēng)電機(jī)組的突然啟動(dòng)還會(huì)帶來(lái)電壓暫降。

光伏發(fā)電安全無(wú)污染，資源豐富，其具有經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性，在全社會(huì)都有廣闊的應(yīng)用前景。但隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電設(shè)備的增加，其產(chǎn)生的直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電并入大電網(wǎng)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)注入諧波電流，如果治理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的諧波污染。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)中微電網(wǎng)即是具有分布式電源、蓄電裝置和可控負(fù)荷等的低中壓配電系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)可控的方式與主電網(wǎng)并網(wǎng)或孤島運(yùn)行，可靈活、系統(tǒng)地將分布式電源與本地負(fù)荷組為一個(gè)整體，通過柔性控制可以大大降低分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響。通過整合分布式發(fā)電單元與智能配電網(wǎng)之間的關(guān)系，在一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)直接將分布式發(fā)電單元、電力網(wǎng)絡(luò)和終端用戶聯(lián)系在一起，微電網(wǎng)可以方便地實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供方案，優(yōu)化和提高能源利用效率，減輕能源動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響，推動(dòng)分布式電源上網(wǎng)，降低大電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，改善智能電網(wǎng)的安全可靠性。

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