新能源并网谐振过电压分析

基于新能源发电技术的快速发展,新能源发电所占比例呈逐年增大的趋势。新能源通过逆变装置接入后会给电力系统注入谐波,当其大规模并网后谐波含量丰富,可能会有谐振过电压的潜在风险。首先,针对光伏并网系统建立谐波数学模型,对单个新能源场站接入系统进行谐波分析,分析逆变器参数、线路参数及电网等效阻抗对谐振后系统电压产生的影响;然后,对多个新能源接入系统进行谐波分析,探究新能源不同规模接入时系统谐振变化规律及对系统电压造成的影响。     

谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望

公共连接点处谐波电压畸变的原因可能来自负荷本身,也可能来自电网、其他负荷或分布式电源等,因此,需要研究谐波责任划分问题。谐波责任划分主要包括谐波发射水平估计、单母线谐波责任分摊以及配电网多谐波源谐波责任分摊三个研究方向。首先,总结了每个方向现有方法的基本原理和研究现状,并总结了量化背景谐波电压波动的共性问题;其次,基于分布式电源并网条件下的谐波特性,探讨了此条件下合理划分谐波责任的难点,包括背景谐波电压波动更剧烈,谐波责任定义不适用,谐振、不确定性谐波及谐波耦合对责任划分的影响等;最后,对谐波责任划分未来待研究的问题进行了展望。     

弱电网下光伏场站并网谐波特性实测分析

受电网结构及地理环境等因素限制的中西部地区电网,通常具有电源接入点少、供电能力薄弱及可再生能源丰富等特点。以新疆某地区弱电网为例,光伏发电系统大规模接入电网,在实际并网中会产生大量谐波电流,对电网运行造成严重影响。为此,对接入新能源光伏电站的谐波特性开展测试与分析,利用谐波特性分析测试装置,基于相关谐波特性的标准定量,评估了新能源接入后的电网侧谐波特性水平。     

阻性有源滤波器分频控制位置的选择方案

电力系统中线路电感与电容之间的谐振使得电力系统背景谐波电压谐振放大,导致电力系统中的谐波电压严重畸变。利用馈电线理论建立电力系统馈电线的分布式参数模型,对由系统背景谐波电压引起的谐波电压谐振传播情况进行理论分析,提出新的基于分频控制的阻性有源滤波器的位置选择方案,以抑制电力系统中背景谐波电压的谐振传播。通过仿真分析及实验验证理论分析的正确性,以及所提分频控制的有源滤波器的位置选择策略对电力系统背景谐波电压抑制的有效性。     

谐波责任评估指标及应用

随着电力电子等非线性类设备的广泛应用和经逆变器接口的分布式电源接入,谐波问题更加引起人们的关注。在畸变的电力系统中,明确公共连接点处供电侧和用电侧各自应分摊的谐波责任,是谐波污染治理的前提。本文首先讨论了谐波分责的物理含义,简要分析了传统谐波责任评估指标的特点及存在的问题;然后,重新定义了谐波电压和谐波电流责任划分的原则,进一步提出新的谐波责任评估指标;最后,结合谐波分析等值电路,系统地给出了实际运用中谐波责任定量评估的总体流程,并通过IEEE14标准测试系统的仿真验证了谐波责任划分原则的合理性以及谐波责任评估新指标的可行性和有效性。     

终端用户分布式新能源接入智能配电网技术研究

智能电网的核心内容之一是解决各种新能源发电的接入问题。风能和光伏等新能源发电存在不稳定、可调度性低、接入电网技术性能差和对电网谐波管理的影响等一系列问题有待解决;以分散方式接入配电网就地平衡,可推进新能源利用,促进智能住宅的发展,加速智能电网和互动服务体系建设。文中重点简要概述了分布式风能和光伏发电的应用现状及对电网的影响,重点介绍终端用户的风能和光伏的特点及关键技术应用状况,介绍了这些分布式电源的影响及接入智能配电网技术研究和未来发展方向,为分布式新能源发电技术的应用提供了一些参考。     

含多电源的送端电网谐波综合特性研究

大规模高压直流输电的飞速发展、分布式电源和电动汽车的高渗透接入,使得送端电网中谐波污染日益严重。送端电网的谐波由过去的低次谐波为主、特定次谐波含量较多的特点向宽频次转化。对以新疆电网为例的送端电网中火电、水电、风电及光伏发电等电源进行机理分析,确定了火电和水电可当作理想电源,而风电及光伏发电为谐波源。并分析了送端电网中的各类负荷,得到其谐波特性。继而,分析了谐波在各电压等级间的传递特性、多谐波源叠加机理以及不同电压等级间谐波相互作用机理。最后,利用ETAP软件对新疆电网中的谐波特性进行了仿真分析,验证了所归纳的送端电网谐波特性的正确性。     

大规模光伏并网系统谐振机理及稳定性分析

在弱电网下或者装机容量增加时,大规模光伏并网系统易引发谐波谐振,危及光伏电站的正常稳定运行。针对上述问题,以大规模光伏并网系统为研究对象,分别从系统阻尼、闭环控制等角度揭示了大型光伏电站和电网之间的谐振机理。研究结果表明:LCL滤波器自身的有源阻尼策略并不会导致大规模光伏并网系统引发谐振,引发谐振的关键因素在于并网逆变器自身的稳定裕度。电网阻抗、装机容量、系统参数设计、控制策略等因素的综合效应可以使并网逆变器在某一特定条件下运行到临界稳定状态附近而引发谐振,谐振将导致入网电流在相应谐振频段产生大量谐波。如果稳定裕度进一步减小,系统将逐步由谐振状态过渡到振荡、发散等不稳定状态。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。     

计及谐波裕度-均衡度的分布式电源最大准入功率计算方法

随着智能配电网中分布式电源(DG)渗透率的不断提高,可能导致电网中节点的谐波水平超标,制约分布式电源的接入功率,因此对考虑谐波影响的分布式电源准入功率进行研究显得十分重要.该文分析了新能源接入时向电网注入谐波的不确定性,基于2m+1点估计法考虑了谐波不确定性在电网中传播的影响,进而基于各节点谐波电压分布提出全网谐波裕度...     

基于三线性分解的电力系统谐波与间谐波参数估计算法

随着大量非线性负荷接入电网,电力系统谐波和间谐波污染日趋严重,严重影响了电网安全和电能质量。为提高谐波治理的有效性,保证电网的安全、稳定、可靠运行,提出一种基于三线性分解的电力系统谐波和间谐波参数估计算法。对含有谐波和间谐波分量的电力系统频率信号进行分析,可以利用欧拉公式将其转化为空域信号。在接收端利用多时延输出构造具有三线性特征的信号模型,利用复平行因子分析算法完成三线性拟合。仿真结果表明该算法不仅能辨识固定频率,而且能跟踪动态频率,同时还可以实现幅度和相位的精确估计,是一种超分辨率谐波和间谐波参数估计随着大量非线性负荷接入电网,电力系统谐波和间谐波污染日趋严重,严重影响了电网安全和电能质量。为提高谐波治理的有效性,保证电网的安全、稳定、可靠运行,提出一种基于三线性分解的电力系统谐波和间谐波参数估计算法。对含有谐波和间谐波分量的电力系统频率信号进行分析,可以利用欧拉公式将其转化为空域信号。在接收端利用多时延输出构造具有三线性特征的信号模型,利用复平行因子分析算法完成三线性拟合。仿真结果表明该算法不仅能辨识固定频率,而且能跟踪动态频率,同时还可以实现幅度和相位的精确估计,是一种超分辨率谐波和间谐波参数估计算法。     

新能源并网输电电缆谐波谐振分析及抑制方法

光伏发电或风力发电的选址距配电网一般较远,往往需要通过电缆进行连接。由于电缆的寄生电容较大,使得配电网中的谐波电压在长电缆中出现谐波谐振的问题。在电缆线路终端加入电阻可以有效阻尼电缆上的谐波谐振,且最优的电阻值为电缆的特征阻抗。利用分布式能源并网逆变器,在输出基波有功能量的同时,通过有源谐波电阻的控制策略在连续的谐波频率上模拟纯电阻的特性,可以实现阻尼宽频域谐波谐振的功能。文中首先建立了电缆线路的分布参数模型,并且分析了由于新能源并网接入点电压谐波而引起的电缆线路谐波谐振问题。然后,基于有源谐波电阻的思想,提出一种新的谐波电流指令生成方法,可以实现新能源并网逆变器在连续的谐波频率上呈现纯电阻特性。最后,利用仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提出谐波电流控制方式的有效性。     

弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制

分布式可再生能源接入配电网远端场景下,并网逆变器系统可能同时受到弱电网较大内阻抗及其背景谐波的影响,而仅优化并网逆变器的控制设计却不易有效解决这一问题。提出一种弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制方法。该方法将并网逆变器电网电压全前馈控制与并联接入的有源阻尼器相融合,利用前者抑制谐波电压畸变的影响,利用后者重塑并网系统的输出导纳,抑制并网系统与弱电网间的谐振。同时,给出有源阻尼器虚拟电阻阻值的设计方法以及提升并网系统的截止频率的方法。基于Matlab/Simulink的时域仿真结果表明,所设计的并网系统既能够有效抑制谐波电压畸变引发的并网电流畸变,也能够抑制因网侧导纳存在而引起的谐波谐振。     

谐波影响下电力电容器的协调无功降损方法

传统采用退火—逐步优化算法对电力系统中的电容器,进行多形态高载荷负荷协调时,未综合考虑谐波影响下电容器的负荷状态,无法对总谐波畸变进行有效控制,降损效果差;因此提出新的谐波影响下电力电容器的协调无功降损方法,通过谐振影响下的电力电容器优化配置数学模型,综合考虑谐波影响下电力电容器电能消耗总金额和配置电容器所需的费用,获取谐波影响下电容器的电压总谐波畸变率;通过微粒群优化算法,确保各节点电压总谐波畸变率控制在规定限值以内,对电容器进行优化配置,实现电容器的无功降损控制。实验结果说明,采用所提方法优化配置后的电容器可有效抑制谐振发生,可降低约37%的电网损耗,具有节能高的优势。     

多功能电网模拟器研究

为适应分布式发电并网研究的需要,提出一种多功能电网模拟器.模拟器不仅可以四象限运行以实现电能向电网的回馈,而且可提供三相电网电压输出并模拟如电压跌落、频率偏移、三相不平衡、谐波畸变等各种电网故障情况.为了获得高性能的控制效果,将模拟器的工作模式分为基波模式和谐波模式,分别控制基波和高次谐波:在基波工作模式下采用双环控制...     

分布式电源并网负载特性对电能计量的影响研究

分布式电源并网具有双方向潮流和宽量程负荷变化、具有向电网注入直流分量以及谐波分量等负载特性,因此,传统计量装置在分布式电源并网环境下适应性有待研究。分别针对分布式电源并网双方向宽量程计量问题、直流分量对电流互感器影响和谐波分量计量算法在分布式电源并网下的适应性进行研究分析。     

谐波对电能计量的影响分析

为了确定电力谐波对电能计量的影响程度及寻找消除影响的方法,分析了谐波对电能计量影响的机理,结合电网实际及电网中主要高压非线性负荷特征谐波电流,对谐波有功功率进行了估算;并对电能表进行了谐波功率响应试验加以验证.在公共连接点谐波电压符合电能质量国标的条件下,谐波对线性用户电能计量的影响在电能表的允许误差范围内;三相整流类负荷产生的谐波功率在电能表允许误差范围内;电弧炉负荷在熔化期注入电网的谐波有功功率有可能超过基波电能的1%.电弧炉产生的谐波对电能计量的影响比较大,建议采用基波电能表.     

基于阻尼谐振的光伏并网逆变器谐波补偿控制

基于带阻尼谐振的谐波补偿通用积分器算法,建立光伏并网逆变器的开环模型和闭环模型,提出参考电流跟踪补偿和低次谐波补偿的数学模型,模型的bode图分析表明应选择较小的阻尼系数、较大的衰减谐波次数和较大的比例增益,以实现有选择的谐波补偿,有效滤除电流的谐波分量.在此基础上,进一步研究电网电压同步和系统对电网阻抗变化的灵敏度等...     

高渗透率分布式光伏系统谐波与电压控制

高渗透率分布式光伏发电接入后，对电网谐波、电压波动和闪变产生了不利影响。重点分析了高渗透率分布式光伏接入时电网谐波产生的原理，及传统的αβ轴电网电压前馈控制算法导致的弱电网谐波增大的问题。针对谐波抑制，提出了自适应前馈控制算法，该算法通过智能过渡逻辑作用于dq轴和αβ轴进行前馈控制，可智能识别电网环境，同时结合陷波器高增益特点，达到抑制背景次谐波电压作用于前向通道、减小谐波含量、提高系统的鲁棒性的作用。针对分布式光伏接入带来的电网电压波动及闪变问题，通过调整逆变器群的动态无功响应和无功功率控制能力来有效抑制电网电压波动和闪变，支撑电网，增强电网接入的友好性。