當(dāng)前，中國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)、新能源的開發(fā)利用和以電力為核心的綜合能源發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)在國(guó)際工業(yè)界形成“引領(lǐng)”之勢(shì)，很多中國(guó)創(chuàng)造、領(lǐng)先世界的新技術(shù)、新成果舉世矚目。 

        2015年12月23日, 由薛禹勝院士主持并邀請(qǐng)到中國(guó)工程院新增院士、湖南大學(xué)羅安教授為“紫金論電”開篇演講“電力電子裝備大規(guī)模接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題和對(duì)策”, 地點(diǎn): 南京市江寧區(qū)南瑞集團(tuán)會(huì)議中心, 來自南瑞集團(tuán)、中國(guó)電力科學(xué)研究院(南京)、東南大學(xué)、河海大學(xué)、南京理工大學(xué)、江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院、國(guó)電南自等有關(guān)單位的250余人聆聽了羅院士的演講, 并進(jìn)行了互動(dòng)交流和探討。

電能質(zhì)量新問題分析
       1、針對(duì)分布式光伏電站的電能質(zhì)量問題, 提出分布式電源建模與諧波分析方法, 建立光伏電源的數(shù)學(xué)模型、逆變器非理想數(shù)學(xué)模型、發(fā)電單元等效及電站阻抗網(wǎng)絡(luò)模型, 研究發(fā)現(xiàn)光伏電站接入電網(wǎng)時(shí), 輸出諧波電流呈現(xiàn)寬頻域、高頻次新特征。
       2、針對(duì)分布式光伏電站與配電網(wǎng)的交互影響, 在分析諧波特性基礎(chǔ)上建立分布式電源與配電網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型、諧波串并聯(lián)諧振數(shù)學(xué)模型, 進(jìn)行串并聯(lián)諧振機(jī)理分析, 研究發(fā)現(xiàn)背景諧波電壓與輸電線路參數(shù)匹配時(shí)會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振造成嚴(yán)重的諧波電壓放大; 當(dāng)諧波電流與電網(wǎng)輸電線路參數(shù)匹配時(shí), 會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)諧振, 造成諧波電流放大, 進(jìn)一步提升系統(tǒng)的諧波含量。
        3、針對(duì)微網(wǎng)多逆變器并聯(lián)環(huán)流問題, 逆變器輸出電壓相位相等、幅值不等時(shí), 主要產(chǎn)生有功環(huán)流, 有功環(huán)流與幅值差成正比; 逆變器輸出電壓幅值相等、相位不等時(shí), 主要產(chǎn)生無功環(huán)流, 由于逆變器等效內(nèi)阻較小, 微小的相角差都會(huì)導(dǎo)致較大的無功環(huán)流, 無功環(huán)流隨相位差的增大非線性遞增。發(fā)現(xiàn)諧波環(huán)流主要集中在13~29次諧波高頻帶寬內(nèi), 且存在諧波諧振點(diǎn)。
       4、針對(duì)微網(wǎng)內(nèi)部諧波諧振問題及交互影響, 發(fā)現(xiàn)逆變器集群呈低次諧波諧振, 諧振交互存在自身諧振、并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振三種形態(tài), 且均存在非固定諧振點(diǎn), 該非固定諧振點(diǎn)隨著逆變器并聯(lián)數(shù)量增多, 而向低次諧波偏移。

電能質(zhì)量治理對(duì)策
       1、分布式電站諧波治理方案及裝置: 35kV電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)在治理光伏電站諧波電流的同時(shí), 可補(bǔ)償部分無功功率: 電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用注入式混合有源濾波器結(jié)構(gòu), 總?cè)萘俊?MVar。
       2、微網(wǎng)多逆變器并聯(lián)環(huán)流抑制解決方法: 提出了逆變器并聯(lián)的魯棒下垂多環(huán)控制策略, 減小了等效輸出阻抗、連接阻抗、下垂輸出電壓的影響, 從而抑制環(huán)流, 實(shí)現(xiàn)功率精確分配。
      3、針對(duì)微網(wǎng)多逆變器集群諧波諧振抑制, 提出了濾波電容電流比例反饋的有源阻尼主動(dòng)抑制方法, 改變逆變器輸出等效阻抗。