光伏并网出现电能质量难题！如何监测与治理？

分布式光伏系统是指将光伏组件安装在用户侧，如屋顶、墙面等建筑物表面，通过并网或离网的方式，将太阳能转化为电能并直接供用户使用或并入电网的系统。

分布式光伏系统广泛应用于商业建筑、工业厂房、公共设施等领域，随着技术的不断进步和政策的支持，分布式光伏系统的应用前景十分广阔。但是由于其本身发电的随机性、波动性、间歇性的特点，且并网光伏发电系统中含有大量的非线性电力电子元器件，相比传统发电方式，光伏发电对电网电能质量产生了很大影响。

光伏发电并网运行时会产生诸多问题，如谐波、电压波动和闪变等影响并网电能质量，并网之后出现市电停电引起的孤岛效应，会干扰供用电系统及光伏发电设备自身的安全稳定运行。

接下来详细介绍一下：

1、谐波影响

在光伏发电系统中，逆变器是产生谐波的主要设备，逆变器的质量的优劣在一定程度上决定光伏发电的电能质量是否能满足并网要求。

并网逆变器内部电力电子元件的大量应用，虽然提升了系统的信息化和智能化处理，但也增加了大量的非线性负载，造成波形失真，给系统带来大量谐波。尽管单台并网逆变器输出电流谐波较小，但是多台并网逆变器并联后输出电流的谐波会产生叠加，从而形成输出电流谐波超标现象。

2、电压波动和闪变

对于光伏发电而言，光伏发电系统有功功率的变化是引起接入点电压波动和闪变的主要因素。光伏发电系统核心部件光伏电池板的大功率点与辐照强度、天气、季节、温度等因素密切相关，这些自然因素的随机变化引起输出功率变化较大，致使负载功率在一定范围内变化频繁，从而引起并网用户负载端电压波动和闪变。

3、孤岛效应

随着并网光伏发电接入渗透率的不断扩大，孤岛效应发生的几率也逐渐增加。孤岛效应的形成对整个配电网供电质量和供电安全造成不利影响。

主要包括：

• 在孤岛效应发生位置，其电压和频率波动性较大，降低了电能质量，且孤岛中的电压和频率不受电网控制，可能会造成系统电气设备损坏和重合闸故障等，同时可能会对电网维修人员造成个人安全隐患。
• 在供电恢复过程中，由于电压相位之间不同步将会产生浪涌电流，有可能导致电网波形瞬间下跌。
• 光伏发电系统出现孤岛效应之后，如果原供电模式为单相供电模式，有可能使配电网发生三相负荷不对称的问题，进而降低其余用户的用电整体质量。
• 当配电网切换至孤岛方式，仅仅依靠光伏发电系统供应电能，若该供电系统容量太小或未安装储能装置，均有可能造成用户负荷出现电压不稳定和闪变问题。

如何针对性的解决分布式光伏并网时出现的问题？

【iMeter系列电能质量在线监测装置】

针对光伏电压波动和闪变等电能质量问题，CET中电技术根据用户需求推出的iMeter系列电能质量监测装置，安装于光伏并网点处，凭借强大的故障事件捕捉功能及高采样率的波形记录，可有效识别供电异常形态并进行故障录波分析，实现故障趋势预判及提醒，最大程序预防事故发生。

• 基本测量功能：电压、电流有效值、频率、有功、无功、功率因数等；
• 电能质量监测功能：2~50次谐波、0~49次间谐波；电压偏差、频率偏差；三相不平衡度与序分量；电压波动和闪变；电压暂升/暂降/短时中断；瞬态过电压。

分布式光伏电能质量监测点

【PMC-751X-G防孤岛保护装置】

针对孤岛效应产生的影响，CET中电技术提供防孤岛保护装置：PMC-751X-G防孤岛保护装置，适用于35kV、10kV电压等级并网线路，当发生孤岛现象时,实现快速切除孤岛电源，以保证公共电网的稳定安全运行。

防孤岛保护装置示意图

• 包含孤岛保护在内的丰富⻬全的保护功能；
• 测量与计量：电压、电流、频率、功率、双向有功电能、双向⽆功电能；
• 控制：3个固定定义信号输出出⼝，6个⾃定义常规⼲接点出口；
• 1024条事件记录，64条故障录波记录；

目前，CET中电技术已为全国各地多个分布式光伏项目用电安全护航。

如在湖南新田岭钨业分布式光伏项目中，CET为其在并网点安装iMeter 7A电能质量在线监测装置，实时监测电网中的电压、电流等参数，确保光伏发电系统的电能质量稳定；当发生孤岛现象时，部署的PMC-751X-G防孤岛保护装置作为后备保护快速切除分布式光伏孤岛电源，有效降低孤岛运行带来的危害。

CET部署产品不仅促进可再生能源就地消纳、提高能源利用效率，也能与大电网灵活互动，实现备用、调峰、需求侧响应等双向服务，从而达到电力用能成本的降低，在保障用电可靠性的同时实现绿色低碳的生产运行。

构建出以新能源产业为支撑、生态环境治理与修复为原则的发展模式，实现良好的经济发展效果和生态环境治理效果。