1.概述

隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L，分布式光伏電站的建設與擴張正迅速發(fā)展。然而，在其運行過程中，分布式光伏電站遭遇了一系列挑戰(zhàn)，包括企業(yè)關(guān)口計量點功率因數(shù)降低和諧波污染等問題。這些問題不僅影響了光伏電站的運行效率，還對企業(yè)的電網(wǎng)穩(wěn)定性和電費成本產(chǎn)生了不利影響。為了應對這些挑戰(zhàn)，安科瑞公司推出了一系列先進的電能質(zhì)量治理產(chǎn)品，旨在解決由分布式光伏電站引起的功率因數(shù)降低和諧波污染等關(guān)鍵問題。

2.分布式光伏電站導致的主要電能質(zhì)量問題

2.1 關(guān)口功率因數(shù)過低

當企業(yè)屋頂光伏發(fā)電量足以滿足內(nèi)部用電需求時，大部分電能來自光伏電站，其功率因數(shù)接近1。此時，企業(yè)僅需從電網(wǎng)吸收少量有功電能或甚至向電網(wǎng)送電，而無功需求變化不大。若內(nèi)部電容補償不足或無法正確工作，會導致企業(yè)關(guān)口功率因數(shù)下降，進而面臨電費考核損失。在分布式光伏發(fā)電情況下，實時功率因數(shù)和考核計算公式顯示，若光伏發(fā)電功率P(Ep)減小，功率因數(shù)也會相應降低。

Cosφ實時=P/√P2+(|Qin|+|Qout|)2 （1）

Cosφ考核=Ep/√Ep2+(Eqin+Eqout)2 （2）

-P代表企業(yè)從電網(wǎng)獲取的正向有功功率；

-Qin代表企業(yè)從電網(wǎng)獲取的正向無功功率；

-Qout代表企業(yè)向電網(wǎng)輸送的反向無功功率；

-Ep代表考核周期內(nèi)企業(yè)從電網(wǎng)獲取的有功電量；

-Eqin代表考核周期內(nèi)企業(yè)從電網(wǎng)獲取的正向無功電量；

-Eqout代表考核周期內(nèi)企業(yè)向電網(wǎng)輸送的反向無功電量。

2.2 諧波污染

現(xiàn)行標準對光伏并網(wǎng)逆變器的電能質(zhì)量提出了明確的規(guī)定。例如，根據(jù)NB/T 32004-2018《光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范》，光伏并網(wǎng)逆變器注入電網(wǎng)的電流總諧波畸變率不得超過5%，同時對特定的奇次和偶次諧波畸變也設定了具體要求。此外，逆變器在輸出功率達到額定功率的20%至50%區(qū)間時，功率因數(shù)應不低于0.95；而當輸出功率超過額定功率的50%時，功率因數(shù)應不低于0.98。

圖1 NB/T 32004-2018《光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范》對電能質(zhì)量的要求

在分布式光伏電網(wǎng)中，高頻紋波干擾可能對微電網(wǎng)系統(tǒng)造成隱患。并聯(lián)電容器組可能放大諧波，導致系統(tǒng)電壓和電流畸變加劇。諧波電流的疊加增加了電容器的電流有效值，導致溫度升高，減少使用壽命，甚至永久損壞，進而降低功率因數(shù)。

3.安科瑞電能質(zhì)量治理產(chǎn)品

圖2 分布式光伏電能質(zhì)量治理解決方案

3.1 有源電力濾波器(APF)

功能：有源電力濾波器動態(tài)補償諧波，提升電能質(zhì)量。它能全補償或指定補償2至51次諧波，并具備橋臂過流、直流過壓和裝置過溫保護功能。

應用：光伏電站中，有源電力濾波器能有效消除逆變器產(chǎn)生的諧波，提升電能質(zhì)量，確保設備正常運行。

安科瑞有源電力濾波器包括集中治理型和就地治理型兩種。集中治理型通常安裝在低壓進線處，而就地治理型則為壁掛式，用于特定回路。兩者結(jié)合使用可提升治理效果。

3.2 靜止無功發(fā)生器(SVG)

功能：靜止無功發(fā)生器利用全控型電力電子器件如IGBT，實時監(jiān)測電網(wǎng)電壓變化，快速產(chǎn)生或吸收無功功率，實現(xiàn)無功功率的快速補償和調(diào)節(jié)，保持功率因數(shù)穩(wěn)定。

應用：SVG在光伏電站中實現(xiàn)快速精確的無功功率補償，提升功率因數(shù)。通過在傳統(tǒng)電容補償柜上增加SVG，可實現(xiàn)更快速、平穩(wěn)的無功補償控制。

安科瑞SVG產(chǎn)品包括集中治理型和就地治理型。集中治理型（AnCOS）是柜式，通常安裝在低壓進線處，位于有源濾波柜之前。就地治理型（AnSVG或AnSVG-G-A）是壁掛式，用于特定回路的治理。

3.3 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置 (APView500)

功能：電能質(zhì)量在線檢測儀實時監(jiān)測電能參數(shù)，記錄總諧波畸變率和分次諧波數(shù)據(jù)，精確捕獲異常事件。

應用：實時監(jiān)測光伏電站電能質(zhì)量，助管理及時處理問題，保障系統(tǒng)穩(wěn)定。

這些設備能夠連接至AcrelEMS系統(tǒng)，實現(xiàn)對企業(yè)微電網(wǎng)的實時監(jiān)控、智能預測、動態(tài)控制和預警，保障電網(wǎng)的安全、可靠和低碳運行。

4.結(jié)論

安科瑞電能質(zhì)量治理產(chǎn)品應用于光伏電站，通過補償諧波、提供無功功率補償及實時監(jiān)測電能質(zhì)量，解決了功率因數(shù)低和電能質(zhì)量問題。這些措施提升了光伏電站運行效率和電網(wǎng)穩(wěn)定性，并確保了長期穩(wěn)定運行。