新型电力系统下的电能质量问题分析与思考

随着新型电力系统“源-网-荷-储”侧特性发生巨大改变，与传统电力系统相比，新型电力系统电能质量问题更加突出，而且发生了新的变化。

在“双碳”目标下，新能源为主体的新型电力系统给电能质量领域带来的机遇和挑战，进一步促进电能质量标准化工作开展。

1.新型电力系统特征

新型电力系统的可再生能源占比高、电力电子装备占比高，因而具有系统惯量低、抗扰能力低、多尺度响应、能源供给不确定等特点。

●新能源机组因采用电力电子变流器接口，不再具备传统同步机组基于旋转动能的惯量响应特性。

●新能源电力系统过载能力低，对频率和电压偏差的耐受能力不足，在系统频率或电压大幅波动情况下容易脱网，给系统稳定带来不利影响。

●多样化变流器之间及其与传统电网元件之间的多尺度、宽频带电磁动态引发全新的稳定性问题，稳定控制难度增加。

●由于风电、光伏等的出力取决于风、光照强度等环境气候因素，存在较大的不确定性。

新型电力系统的可再生能源占比高、电力电子装备占比高的特性会造成电压越限、三相不平衡以及谐波。

光伏、风电等新能源具有波动性、随机性、间歇性，会导致电压中断、暂态过电压、三相不平衡；电力电子装备具有非线性特征，随着电力电子器件的开关频率不断提高，会导致系统产生谐波、甚至是超高次谐波。因此，相比传统电力系统，新型电力系统电能质量问题更加突出，而且有新的变化。

2.新型电力系统的电能质量问题

与传统电力系统相比，新型电力系统的电压偏差问题主要表现为电压过高，且日益突出。其问题来源包括分布式电源（DG）出力波动性且接入位置分布不均，高比例并网引发电压越限；配电网轻载时，DG的接入会导致某些节点电压偏差超过限值，线路重载时，电网中接入分布式光伏电源有助于减少线路电压损失，并抬升馈线电压。

新型电力系统中，各种非对称性故障、分布式电源三相不平衡以及单相负荷/电源也在加剧三相不平衡。对此，需要对各相电压电流进行调整，包括实施自动换相、配电网络重构、负荷动态规划等运行措施，应用三相不平衡补偿装置等。

新型电力系统的谐波问题也呈现出新的特征，表现为：污染来源更加广泛、交互耦合更加紧密、不确定性更显著等。

如何处理谐波？首先需要利用谐波监测系统获取谐波相关的数据，进行数据分析、建立谐波模型；然后确定谐波位置、主导谐波源，并进行谐波责任划分，再根据谐波溯源的结果对关键谐波源进行治理。其中，精准的谐波溯源和合理的谐波责任划分是谐波监控与治理的前提，也是高品质电能的保证。

3.解决方案

常规各类保护机制多用于电网数据出现较明显变化后的最后保护手段，其往往难以捕捉到事故前夕的细微数据变动。应对新型电力系统的电能质量问题，路之生推出的电能质量云检测系统，可实现对装置、系统数据的实时监控和保护(设备数据实时远传、设备故障主动上报等)，管理人员可通过PC或手持终端随时随地迅速准确掌握设备及系统的运行状况。

目前市面上电能质量治理产品种类繁多，但更多的为单一产品，且没有全面考虑不同现场的实际情况。最终，这些产品无法满足用户实际所需要的治理效果。路之生团队深度应用“全电流、全电压”技术理论，以贴合客户运行环境的技术方案和完整的项目技术流程，从成本、性能、可靠性等角度综合考虑，为电能质量用户排忧解难。