微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理策略研究

馮媛媛

摘要：在電力變革持續(xù)推進的背景下，微電網(wǎng)電能質(zhì)量逐漸受到社會的關注。因此為改善能源結(jié)構(gòu)及加強電能傳輸質(zhì)量，相關人員必須對微電網(wǎng)給予高度重視，充分明確其電能質(zhì)量控制中存在的問題，并積極采取相應措施，達到加強可再生能源利用效率的目的，對我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

關鍵詞：微電網(wǎng);電能質(zhì)量;質(zhì)量治理

引言

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電源接入形式多樣化、負荷種類的增加，電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題越來越突出。因此，準確、快速地對電能質(zhì)量擾動信號識別，是保障電網(wǎng)穩(wěn)定、安全、高效運行的前提。

1微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理的重要性

在微電網(wǎng)運行中，由于設備和技術(shù)等因素的影響，其電力遭到了一定的損耗。所以，工作人員將傳統(tǒng)發(fā)電模式中的問題進行了整合，加強了電能質(zhì)量治理力度。部分技術(shù)人員對技術(shù)的特點進行了分析，發(fā)現(xiàn)對設備成本的投入力度不夠，其能源廣泛性和靈活可靠性并不高。尤其是在我國電力事業(yè)迅速發(fā)展的今天，為了滿足新能源戰(zhàn)略的要求，要加強對能源資源的控制。但是，部分電力企業(yè)在實際的發(fā)展過程中獲得經(jīng)濟利益，并沒有完善中壓配電系統(tǒng)，沒有加強信息技術(shù)在其中的應用。電能質(zhì)量治理是保證電能資源合理應用的基礎，技術(shù)人員要對其特點和措施進行分析，結(jié)合具體的要求，實現(xiàn)PV的并網(wǎng)運行，及時發(fā)現(xiàn)其中的問題。目前，中壓配電系統(tǒng)中的設備并沒有得到完善和創(chuàng)新，如果在電力技術(shù)不斷發(fā)展的今天，不對中壓配電系統(tǒng)中的裝置進行創(chuàng)新，就會嚴重影響人們的用電質(zhì)量。因此，技術(shù)人員要對中壓配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量治理方式進行綜合性分析，這樣才能在保證系統(tǒng)運行的同時，有效地改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量，監(jiān)管電能質(zhì)量，避免造成電能資源損失。

2農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量治理現(xiàn)狀

經(jīng)過2010年以來持續(xù)開展的配網(wǎng)低電壓專項治理工作，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)、裝備水平及配網(wǎng)綜合管理水平得到顯著提升，用戶端供電質(zhì)量得到明顯改善，但仍然存在著一些問題。目前對于線路末端用戶提出因低電壓影響用電體驗的問題，供電部門大多是采取工程施工的解決方案，例如通過新增變壓器電源點的方式以減小供電半徑、通過更換線徑大的導線以減少線路功率損耗、通過調(diào)整負荷接入點以解決三相負荷不平衡問題等等，但這些解決方案施工的準備、組織、實施以及驗收都需要較長周期，而用戶的用電問題無法得到快速解決，將會對農(nóng)村加工行業(yè)和養(yǎng)殖行業(yè)等用戶造成一定的經(jīng)濟損失。為此，部分用戶在線路末端加裝電壓調(diào)節(jié)裝置進行升壓，但由于這些裝置響應速度慢，只能實現(xiàn)分檔調(diào)壓，無法應對快速波動的負荷，更無法根據(jù)用戶需求進行實時精確的調(diào)壓;其次，這些調(diào)壓裝置多采用變壓器加投切機構(gòu)，裝置體積大、重量重，安裝和維護不便;另外，這些裝置都僅僅具備電壓調(diào)節(jié)的單一功能，對于線路中三相負荷不平衡、無功負荷增長以及諧波這類可間接導致低電壓的因素無法進行綜合治理。

3微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理策略

3.1微源運行控制

針對微電網(wǎng)中的微源而言，其自身性質(zhì)、功率分配平衡性較差及轉(zhuǎn)換逆變器控制策略等多個方面均有可能導致電能質(zhì)量問題形成。因此為保障微電網(wǎng)運行質(zhì)量，相關人員必須將從根源上解決電能質(zhì)量問題視作重要目標，并以此對微源運行控制策略進行制定與研究。例如有學者通過大量研究，成功提出以同步發(fā)電機機電暫態(tài)模型為基礎的微源控制策略;有學者認為可選擇引入感性虛擬阻抗電壓電流，實現(xiàn)進行雙環(huán)下垂控制;有學者通過對低通濾波器及其對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響進行深入分析，成功提出具有科學性的自適應下垂控制方法。我國微源運行控制研究資料較多，相關人員對該課題進行研究或?qū)ξ⒃催\行控制策略進行制定時，可選擇對相關文獻資料進行參考。此外，為加強該種控制策略的應用效果，工作人員可選擇對傳統(tǒng)電能質(zhì)量治理裝置進行結(jié)合使用，實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制。

3.2諧波治理技術(shù)

諧波治理技術(shù)也是電能質(zhì)量技術(shù)中的主要內(nèi)容之一，一般采用無緣濾波器和有緣濾波器等設備，各種濾波器設備的用處和優(yōu)勢是不足的，他們本身都有自己的優(yōu)勢，要想在中壓配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的過程中，有效發(fā)揮這些設備的作用，要全面分析設備的功能。在對無緣濾波器進行分析的過程中，這些設備具有簡單和運行可靠等優(yōu)點，但是它們的占地面積大，所以在實際的運行過程中，總是會產(chǎn)生大量的無功效率，這就會影響電能質(zhì)量。有源濾波器技術(shù)是對這種技術(shù)的完善和創(chuàng)新，它在經(jīng)濟市場中的應用，具有運行靈活和補償效果好等特點，但是這種裝置在實際運行的時候，其損耗較大，因此還要加強對相關設備的合理應用，避免能源損耗的發(fā)生。

3.3電能質(zhì)量設備控制

工作人員對微電網(wǎng)電能質(zhì)量進行解決時，可選擇對電能質(zhì)量治理裝置進行安裝，為微電網(wǎng)運行質(zhì)量提供保障。目前，在微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理中應用率相對較高的電能質(zhì)量治理設備主要有統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器以及動態(tài)電壓補償器等。我國有學者針對該種控制策略進行研究，并在研究報告中明確指出采取電能質(zhì)量治理設備控制策略時，可選擇對聯(lián)合運行模式進行利用，實現(xiàn)加強微電網(wǎng)電能質(zhì)量控制效果

3.4電壓閃變

光伏發(fā)電隨機與不穩(wěn)定的特點導致其發(fā)出的有功功率會引起電網(wǎng)電壓的波動與閃變，光照強度、溫度、濕度等外界因素的變化會導致光伏電池的最大功率點隨機發(fā)生變化，其輸出電能的頻率與幅值也隨之不斷變化，引發(fā)電網(wǎng)用戶負載側(cè)的電壓波動與閃變現(xiàn)象。目前減少電壓波動與閃變的主要方法有：①改進換流器的控制方法，從而減小輸出電壓的波動;②當最大視在功率不變時，提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的功率因數(shù)以充分輸出有功功率，減少無功功率，將電壓波動范圍縮小到電網(wǎng)規(guī)定的標準范圍內(nèi);③增大光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的短路容量。

3.5應用新型能量轉(zhuǎn)換技術(shù)

我國地域遼闊，人口眾多，雖然在自然資源方面有著較為豐厚的儲備，但是若不及時將可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略融合到智能電網(wǎng)建設中，則很有可能陷入發(fā)展危機。對此，必須應用新型能量轉(zhuǎn)換技術(shù)來推動智能電網(wǎng)建設，為社會提供給更為穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的供電服務。舉例而言，在現(xiàn)實生活中很多地方都可以看到太陽能發(fā)電，此類能量轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅可以將大自然的優(yōu)勢應用到現(xiàn)實生活中，同時還減少了煤炭資源的消耗，而且太陽能發(fā)電還能夠?qū)⒍嘤嚯娏窟M行儲存，與綠色發(fā)展理念十分吻合。

3.6實施數(shù)據(jù)實時監(jiān)測

在對中壓配電系統(tǒng)的特點進行分析的時候，發(fā)現(xiàn)電力用戶對電能質(zhì)量的敏感性要求比較高，但是系統(tǒng)在實際運行的過程中，受到技術(shù)等因素的影響，總是會出現(xiàn)電能損耗等問題，其電能質(zhì)量在這個過程中也受到了影響。因此，為了在這樣的背景下，加強電能質(zhì)量治理力度，保證人們的用電質(zhì)量，技術(shù)人員對中壓配電系統(tǒng)中的動態(tài)數(shù)據(jù)實施了全面監(jiān)測。

結(jié)束語

隨著越來越多的光伏發(fā)電站在國內(nèi)投入運行，電網(wǎng)的電能質(zhì)量也受到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的較大影響。因此，研究光伏發(fā)電對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響具有重大意義。本文主要介紹了光伏發(fā)電引發(fā)的諧波注入、直流注入、電壓波動及孤島效應產(chǎn)生的原因與危害，并針對這些問題提出了改善電能質(zhì)量的方法，可為今后針對光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究提供一定的參考。

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