安科瑞 王晶淼 家Acrel-wjm

1、概述

全球可再生能源需求的激增，正驅(qū)動分布式光伏電站的快速建設(shè)與發(fā)展。然而，在其運行過程中，諸如導(dǎo)致企業(yè)關(guān)口計量點功率因數(shù)過低、諧波污染等問題日益凸顯。這些問題不僅制約光伏電站自身的發(fā)電效益，更會危及企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并顯著增加電費成本。為應(yīng)對分布式光伏電站引發(fā)的電能質(zhì)量挑戰(zhàn)，特別是諧波污染及由此導(dǎo)致的功率因數(shù)過低等問題，安科瑞公司推出了電能質(zhì)量治理產(chǎn)品系列，提供針對性解決方案。

2、分布式光伏電站導(dǎo)致的主要電能質(zhì)量問題

2.1 關(guān)口功率因數(shù)過低

企業(yè)屋頂光伏發(fā)電量較大基本能滿足企業(yè)內(nèi)部負(fù)荷電能消耗量的時候，企業(yè)用電大部分電能取自光伏電站，光伏發(fā)電功率因數(shù)接近1，關(guān)口計量點只需從電網(wǎng)吸收少量有功電能甚至倒送電，而從電網(wǎng)獲取的無功需求變化不大，當(dāng)內(nèi)部電容補償達不到要求或者不能正確動作時，會直接造成企業(yè)關(guān)口功率因數(shù)降低而導(dǎo)致被考核電費造成損失。從實時功率因數(shù)計算公式（1）和功率因數(shù)考核計算公式（2）均可以看出，分布式光伏發(fā)電場景下，Q(Eq)保持不變，P(Ep)變小，功率因數(shù)也會減小。

-P為正向有功功率，即企業(yè)向電網(wǎng)需求有功功率；

-Qin為正向無功功率，即企業(yè)向電網(wǎng)需求無功功率；

-Qout為反向無功功率，即企業(yè)向電網(wǎng)輸送無功功率；

-Ep為考核周期內(nèi)有功電量，即企業(yè)向電網(wǎng)需求有功電量；

-Eqin為考核周期內(nèi)正向無功電量，即企業(yè)向電網(wǎng)需求無功電量；

-Eqout為考核周期內(nèi)反向無功電量，即企業(yè)向電網(wǎng)輸送無功電量；

2.2 諧波污染

為保障電能質(zhì)量，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對光伏并網(wǎng)逆變器的性能有明確規(guī)定。例如，NB/T 32004-2018《光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范》要求：逆變器注入電網(wǎng)的電流總諧波畸變率不得超過5%，并對特定奇偶次諧波的畸變率設(shè)定了限值；同時，當(dāng)逆變器輸出功率在額定功率的20%至50%區(qū)間時，功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95，而在輸出功率超過額定功率50%時，功率因數(shù)應(yīng)不低于0.98。

然而，在采用多臺逆變器并聯(lián)運行的分布式光伏微電網(wǎng)中，高頻紋波干擾（屬于諧波范疇）對系統(tǒng)構(gòu)成了隱患。關(guān)鍵在于并聯(lián)電容器組對諧波的放大效應(yīng)：它們可能與系統(tǒng)阻抗相互作用引發(fā)諧振，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓和電流畸變程度加劇。此外，諧波電流會疊加在電容器的基波電流上，加大其有效值電流，致使電容器溫度升高、壽命縮短，甚至造成損壞。電容器性能的劣化將進一步降低系統(tǒng)的功率因數(shù)。

3、安科瑞電能質(zhì)量治理產(chǎn)品

3.1 有源電力濾波器(APF)

功能：有源電力濾波器通過動態(tài)補償諧波，改善電能質(zhì)量。它可以對2~51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償，具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護和裝置過溫保護功能。應(yīng)用：在光伏電站中，有源電力濾波器可以有效濾除逆變器產(chǎn)生的諧波，提高電能質(zhì)量，保護其他設(shè)備的正常運行。安科瑞有源電力濾波器分為集中治理型(AnSin，柜式，一般集中治理，安裝在低壓進線處)和就地治理型(AnAPF或AnSVG-G-A，壁掛式，用于治理某個特定回路)，搭配使用治理效果更好。

3.2 靜止無功發(fā)生器(SVG)

功能：靜止無功發(fā)生器通過使用全控型電力電子器件（如IGBT），實時檢測電網(wǎng)電壓的變化，并根據(jù)需要快速產(chǎn)生或吸收無功功率，實現(xiàn)無功功率的快速補償和調(diào)節(jié)，確保功率因數(shù)穩(wěn)定。應(yīng)用：在光伏電站中，SVG可以提供快速且準(zhǔn)確的無功功率補償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，可在原有常規(guī)電容補償柜基礎(chǔ)上增加SVG，達到更加快速平穩(wěn)的無功補償控制。安科瑞SVG產(chǎn)品分為集中治理型(AnCOS，柜式，集中補償柜，一般安裝在低壓進線處，位于有源濾波柜之前)和就地治理型(AnSVG或AnSVG-G-A，壁掛式，用于治理某個特定回路)。

3.3 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置(APView500)

功能：電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置APView500實時監(jiān)測實時監(jiān)測電網(wǎng)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波畸變、電壓暫升/暫降/短時中斷、電壓電流瞬態(tài)監(jiān)測等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件。應(yīng)用：在光伏電站中，APView500可以實時監(jiān)測系統(tǒng)的電能質(zhì)量，幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)并處理電能質(zhì)量問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，一般安裝于并網(wǎng)點或需要監(jiān)測的回路。

以上設(shè)備均可接入AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對企業(yè)微電網(wǎng)的實時監(jiān)測、智能預(yù)測、動態(tài)調(diào)控和實時預(yù)警，確保企業(yè)電網(wǎng)安全、低碳運行。

審核編輯 黃宇