聚焦光伏电站电能质量问题，安科瑞解决方案显实力-电子发烧友网

安科瑞王晶淼家Acrel-wjm

1、概述

全球可再生能源需求的激增，正驱动分布式光伏电站的快速建设与发展。然而，在其运行过程中，诸如导致企业关口计量点功率因数过低、谐波污染等问题日益凸显。这些问题不仅制约光伏电站自身的发电效益，更会危及企业内部电网的稳定性，并显著增加电费成本。为应对分布式光伏电站引发的电能质量挑战，特别是谐波污染及由此导致的功率因数过低等问题，安科瑞公司推出了电能质量治理产品系列，提供针对性解决方案。

2、分布式光伏电站导致的主要电能质量问题

2.1 关口功率因数过低

企业屋顶光伏发电量较大基本能满足企业内部负荷电能消耗量的时候，企业用电大部分电能取自光伏电站，光伏发电功率因数接近1，关口计量点只需从电网吸收少量有功电能甚至倒送电，而从电网获取的无功需求变化不大，当内部电容补偿达不到要求或者不能正确动作时，会直接造成企业关口功率因数降低而导致被考核电费造成损失。从实时功率因数计算公式（1）和功率因数考核计算公式（2）均可以看出，分布式光伏发电场景下，Q(Eq)保持不变，P(Ep)变小，功率因数也会减小。

-P为正向有功功率，即企业向电网需求有功功率；

-Qin为正向无功功率，即企业向电网需求无功功率；

-Qout为反向无功功率，即企业向电网输送无功功率；

-Ep为考核周期内有功电量，即企业向电网需求有功电量；

-Eqin为考核周期内正向无功电量，即企业向电网需求无功电量；

-Eqout为考核周期内反向无功电量，即企业向电网输送无功电量；

2.2 谐波污染

为保障电能质量，相关标准对光伏并网逆变器的性能有明确规定。例如，NB/T 32004-2018《光伏并网逆变器技术规范》要求：逆变器注入电网的电流总谐波畸变率不得超过5%，并对特定奇偶次谐波的畸变率设定了限值；同时，当逆变器输出功率在额定功率的20%至50%区间时，功率因数应不低于0.95，而在输出功率超过额定功率50%时，功率因数应不低于0.98。

然而，在采用多台逆变器并联运行的分布式光伏微电网中，高频纹波干扰（属于谐波范畴）对系统构成了隐患。关键在于并联电容器组对谐波的放大效应：它们可能与系统阻抗相互作用引发谐振，导致系统电压和电流畸变程度加剧。此外，谐波电流会叠加在电容器的基波电流上，加大其有效值电流，致使电容器温度升高、寿命缩短，甚至造成损坏。电容器性能的劣化将进一步降低系统的功率因数。

3、安科瑞电能质量治理产品

3.1 有源电力滤波器(APF)

功能：有源电力滤波器通过动态补偿谐波，改善电能质量。它可以对2~51次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿，具备完善的桥臂过流保护、直流过压保护和装置过温保护功能。应用：在光伏电站中，有源电力滤波器可以有效滤除逆变器产生的谐波，提高电能质量，保护其他设备的正常运行。安科瑞有源电力滤波器分为集中治理型(AnSin，柜式，一般集中治理，安装在低压进线处)和就地治理型(AnAPF或AnSVG-G-A，壁挂式，用于治理某个特定回路)，搭配使用治理效果更好。

3.2 静止无功发生器(SVG)

功能：静止无功发生器通过使用全控型电力电子器件（如IGBT），实时检测电网电压的变化，并根据需要快速产生或吸收无功功率，实现无功功率的快速补偿和调节，确保功率因数稳定。应用：在光伏电站中，SVG可以提供快速且准确的无功功率补偿，提高系统的功率因数，可在原有常规电容补偿柜基础上增加SVG，达到更加快速平稳的无功补偿控制。安科瑞SVG产品分为集中治理型(AnCOS，柜式，集中补偿柜，一般安装在低压进线处，位于有源滤波柜之前)和就地治理型(AnSVG或AnSVG-G-A，壁挂式，用于治理某个特定回路)。

3.3 电能质量在线监测装置(APView500)

功能：电能质量在线监测装置APView500实时监测实时监测电网电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波畸变、电压暂升/暂降/短时中断、电压电流瞬态监测等电能质量，记录各类电能质量事件。应用：在光伏电站中，APView500可以实时监测系统的电能质量，帮助管理人员及时发现并处理电能质量问题，确保系统的稳定运行，一般安装于并网点或需要监测的回路。