某光伏并网电站电能质量分析

摘要：文章对并网光伏电站电能质量的影响因素进行分析，在稳定光照条件下，不同负载率时，对某光伏并网电站并网后电能质量进行测试，并对并网前的电能质量进行测试，依照标准B/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》进行数据分析，最后确定电能质量中3次电压谐波不合格原因来自公网，排除光伏并网发电系统的影响。
关键词：并网光伏电站；电能质量；谐波
        1 概述
       截至2015年底，我国光伏发电累计装机容量4318万千瓦，成为全球光伏发电装机容量最大的国家。其中，光伏电站3712万千瓦，分布式606万千瓦，年发电量392亿千瓦时。2015年新增装机容量1513万千瓦，完成了2015年度新增并网装机1500万千瓦的目标，占全球新增装机的四分之一以上，占我国光伏电池组件年产量的三分之一，为我国光伏制造业提供了有效的市场支撑。
       越来越多的光伏系统接入电力系统，光伏系统和电网之间的相互影响日益凸现。一方面，光伏发电系统通过电力电子装置实现功率变换及并网运行，其中并网逆变器的高频特性和非线性特性会影响电网电能质量。另一方面，电网中存在的谐波和不平衡负序分量将导致光伏系统输出有功功率波动和输出电流畸变[3]，会影响光伏并网逆变器的正常运行。所以，光伏电站并网运行对其接入电网电能质量的影响是光伏电站接入电网研究的重要内容之一。
        2 光伏电站电能质量的影响因素
       光伏发电并网逆变器容易产生谐波和三相不平衡等问题，同时，输出功率的不确定性易造成电网电压波动和闪变。目前，谐波问题是制约光伏电站并网最主要的问题之一，很多大型并网光伏电站存在谐波超标问题，在低光照运行条件下更加突出。大型光伏电站连接到长输电线路时，光伏逆变器将产生大量的谐波。随着并网容量的增大，光伏运行产生的谐波对系统的影响不容忽视。此外，实际的电网电压往往也包括谐波成分，造成逆变器输出谐波电流。
       总之，光伏电站对电网电能质量的影响程度，与辐照、采用逆变器的类型、控制方式、光伏电站布置、所接入节点的短路容量以及线路参数等诸多因素有关，对于大型光伏电站接入的电能质量评估主要考虑电压偏差，电压波动和谐波三个部分。
        3 某光伏并网电站的构成
该项目为屋顶固定式10kV用户侧并网系统，安装255W多晶硅8000块，500kW型号逆变器4台。每20块组件串联成为一个组串，每12/16个组串并联接入一台汇流箱，7/8台汇流箱输出并联接入一台直流配电柜，汇流后接入一台逆变器，逆变器输出交流电经过变压器升压至10kV并入配电室并网点。
        4 测试数据
        GB/T 19939-2005 《光伏系统并网技术要求》对光伏电站电能质量提出要求，本次电站测试项目结果仅3次谐波不合格，所以仅讨论谐波部分。
       为减小光伏电站功率的波动及电流变化对电网谐波的影响，所以选择在辐照较高且稳定的条件下进行测试。本次测试条件，辐照917-963W/m2，温度35.7-39.6℃，湿度37%-43%。测试结果如下。现场测试了佛山某光伏并网发电系统1#开关站并网点的电能质量，测试结果如表1-表6（由于篇幅所限，及列出前5次电压谐波）。
       对比光伏并网前后的电压谐波发现，A、B、C三相的3次谐波在并网前都超过标准限值，说明并网前3次谐波含有率已经不合格，但是并网后的A、B两相3次谐波含有率比并网前有所降低，C相3次谐波含有率已经合格，说明在光伏并网发电系统介入后，并网点的谐波含有率有所降低，改善了厂区的电能质量，排除了光伏并网电站的不良影响。
        5 结束语
       文章对并网前后开关站的电能质量进行测试，最后排除了光伏并网电站的不良影响。但是很多情况下，光伏逆变器对电网有重要影响，因此，研究光伏并网逆变器的控制技术，对实现光伏发电系统高效稳定并网运行具有重要意义。