中国电力科学研究院配电研究所副所长 苏剑
按照国家能源局规划,2020年我国分布式电源规划总装机容量将达到约2.1 亿千瓦(接入110 千伏及以下电压等 级),占全国总装机的12.4%。分布式电源正处于快速发展阶段。而大量分布式电源接入对配电网规划建设、 电网的安全性、继电保护、供电可靠性、电能质量等都会带来影响,因此对分布式发电引起的电能质量问题,一定要重点关注。
由于分布式电源出力具有随机性,会带来电压波动及电压偏差问题,而单相分布式电源并网时,各相分布的电源容量不对称, 还会引起三相不平衡。此外,分布式电源通过电力电子逆变器并网,还很容易产生谐波、间谐波、直流分量等问题。
对于分布式电源引起的电能质量问题,主要可以通过规划设计、逆变器控制以及微电网技术来解决。
首先是规划设计。 应根据分布式电源的电能质量问题产生机理、叠加机制,合理选择安装位置和安装容量、 确定控制方法和节点类型。 而最终并网电压等级应根据电网条件,通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件, 要优先采用低电压等级接入。分布式电源启停、波动对并网点的冲击较大,为保证电源起停、波动对系统供电电压的影响在规定的电压偏差范围之内,电源并网点的系统短路电流与电源额定电流之比不宜低于10,若低于该比值,需进行专题论证。
二是优化逆变器控制和设计,提高本体电能质量。将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性,通过虚拟阻抗技术对逆变器电源特性的改变,应对电压调整,弥补传统逆变器输出无功引起的输出电压幅值跌落。
最后,微电网将地域上相对集中的分布式电源集中起来,使配网不必直接面对数量众多的分散能源,配合储能技术和顶层控制的设计,可大大提高分布式电源的能源利用率和供电质量。通过对运行参数的精确控制,将分布式电源存在的诸多问题归集到小系统内,配合对储能的高效利用,可实现并网平滑切换和对供电质量的提升。