传统配电网运行时是无源的,无功电压控制模式相对简单。当分布式能源接入配电网后,由于分布式能源设备具有间歇性、随机性、非线性特征,这不但使得配电网 运行时的无功电压控制模式相对复杂,而且还有可能导致配电网出现有功潮流反向和无功潮流的不确定性,进而影响电压质量。
在谐波方面,区别于使用旋转电机的传统电源,利用电力电子装置的分布式电源具有很强的非线性特性,其输出电量波形包含较宽频谱,若控制方式或出口滤波器设计不当,易造成电网的谐波污染。逆变器所使用的出口滤波电路易与电网参数发生谐振。高渗透率下光伏发电系统所有并联运行的光伏微源须保持同步,否则各逆变光伏微源之间将存在很大的环流。
此外,在电能质量监测治理方面,多点多类型分布式电源接入的环境中,各分布式电源之间、分布式电源与非线性负荷之间又会相互影响。目前DFACTS设备多基于本地信息量进行控制,而且都是针对不同目标单独设计和安装的,设备之间缺乏协调配合各DFACTS设备可能与分布式电源之间相互作用。
为应对主动配电网建设带来的电能质量问题,迫切需要新的控制手段。
据张逸介绍,主动配网可以通过分布式电源等可控元件,实现更精准的的柔性主动电压控制、集群需求响应、实现系统级的主动功率控制、干扰源建模、谐波潮流计算、电压暂降域分析、干扰源定位问题。
电力电子化给电能质量带来三重挑战
清华大学教授姜齐荣:FACTS与大功率电力电子技术的应用满足电网发展,负荷增长以及对电能质量的提出新需求。
近年来,电力系统电力电子化趋势明显。先进电力电子技术智能化是建设智能电网的关键,也是今后世界各国电力系统电力电子技术发展的方向。从我国电网的基本情况考虑,各种基于电力电子器件的系统控制器将得到更广泛的应用,柔性直流输电技术和FACTS技术的日趋成熟,能在不增加输电走廊的前提下充分利用现有输电线路,提高传输容量和稳定性。
近年来,电力系统中的大功率电力电子技术正在逐步发展。电力电子技术正在上演着各种替代,电力电子器件成为一个常用元件,用电力电子开关代替传统机械开关。此外,电力电子变流器作为整体工作,电力电子变流器可以通过并联或串联接入系统。