分布式新能源接入电网的谐波热点问题研究

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:林定均
[导读] 摘要:分布式新能源具有突出的灵活性、可控性等特点,然而在其接入电网时极易发生谐波热点问题。
        (内蒙古电力(集团)巴彦淖尔市电业局五原供电分局  内蒙古巴彦淖尔市  015100)
        摘要:分布式新能源具有突出的灵活性、可控性等特点,然而在其接入电网时极易发生谐波热点问题。在此之上,本文简要分析分布式新能源接入电网的谐波热点问题,并分别从科学检测谐波精度、有效防范谐波谐振、明确谐波源定位法、提高谐波稳定性等方面,论述分布式新能源接入电网谐波热点问题的解决对策。
        关键词:分布式新能源;谐波热点问题;解决对策
        前言:在电网中接入分布式新能源需注重谐波热点问题的处理结果,从而确保分布式新能源能在电网中正常运行。谐波实际上指的是大于电网中基波频率部分的电量,它对分布式新能源的应用具有重大影响。所以,相关人员需采取相应的措施有效解决谐波热点问题,保证电网在分布式新能源的支持下得到稳定发展。
        一、分布式新能源接入电网的谐波热点问题
        (一)谐波测量问题
        分布式新能源接入电网后会对谐波造成一定的影响,需对其进行适当的测量才能确定是否能够继续支撑电网的正常运行。所以,在分布式新能源接入电网后产生的谐波热点问题主要包括谐波测量检测内容。在测量谐波时需采用频谱分析法对谐波的采样序列进行相应的分析,并得出具体的频率、相位等参数值。此外,还包含简谐波的测量,简谐波需具备较强的抗噪能力,既要适应快速转变的动态谐波跟踪环境,又要防止发生噪声畸变检测失误等问题,从而满足分布式新能源接入电网的实际需求。
        (二)谐波谐振问题
        谐波谐振问题实际指的是在谐波电流的传播过程中受到谐波源参数匹配度及网络元件的参数值等因素的影响而出现电流骤然增大、谐波谐振等问题。一般谐波谐振问题的出现需要具备以下两个条件:其一,电网系统在相应的频率下系统电容参数与感性参数发生相互匹配状况;其二,谐波源电压、电流频谱在电网系统中形成一定的覆盖面,并将谐振频率覆盖其中,由此引发谐波谐振问题。
        (三)谐波源定位问题
        谐波源定位问题也是谐波热点问题的重要内容。谐波源定位是指在谐波源划分谐波责任时为经济管控手段的实施所建立的基础方法。而这其中还包含责任评估等方面内容,它主要是为了对电网系统的运行进行干预,以此降低谐波影响度。
        (四)谐波稳定性问题
        谐波的稳定性问题通常出现在多种分布式新能源交互作用的情况下,从而降低谐波稳定性。另外,在换流器控制电流时也会引发谐波不稳定。因此,在分布式新能源接入电网时需注重谐波稳定性问题。
        二、分布式新能源接入电网的谐波热点问题的解决对策
        (一)科学检测谐波精度
        在处理分布式新能源接入电网的谐波热点问题时需要科学检测谐波的精度,以便达到最佳测量结果。具体包括以下内容:(1)采用精度较高的谐波测量方法对分布式新能源电网谐波的适应性加以检测,确保谐波能为电网的稳定运行提供重要保障;(2)需对谐波的噪声复杂性加以检测,比如在耦合噪声等环境下对谐波的变化量进行计算。又或者借助高阶统计法对特殊切片的谐波量进行计算,以此总结出噪声情形下谐波数值;(3)利用精度较高的谐波检测算法对谐波加以测量。传统检测法很容易出现频谱泄漏等问题,并且对非整数次谐波无法给出准确度较高的检测结果。所以相关人员需结合分布式新能源特点采用新型检测算法,从而提高谐波检测的有效性。


        (二)有效防范谐波谐振
        分布式新能源接入电网后为了防止引发谐波热点问题影响电网运行效果,需采取相应的措施有效防范谐波谐振的产生。
        首先,相关人员需根据分布式新能源接入电网的谐波传播规律进行分析,并从中准确识别具有较强传播能力的谐波频率,以便科学选择预防谐波谐振问题的方法。
        其次,需对电力设备在谐波影响下所发生的变化进行分析,由此快速找到谐波发生增大现象的具体原因。
        最后,分布式新能源接入电网后谐波热点问题需结合建模方法对分布式电源建立数学模型,这样可保证在输配电系统中能准确找出谐波的特征,为其后期预防谐波谐振问题打下良好的基础。
        此外,还可对谐波谐振进行一定的抑制,以免对电网运行带来较大影响。常见的谐波谐振抑制法包括有源阻尼法与无源阻尼法。有源阻尼法是利用控制算法达到阻尼效果。而无源阻尼法是借助滤波器中的滤波电容对阻尼实施串接,进而降低谐振波峰,削弱谐波谐振的影响力[1]。
        (三)明确谐波源定位法
        谐波定位方法主要包括以下两种:(1)等效电路模型法,它在实际应用时具体是将输配电系统划分为两个部分,然后分别设置等效电路模型,按照定位算法对主谐波源进行确定。这种方法优势在于:操作便捷、原理简明。尤其适用于单谐波源的定位过程;(2)谐波状态估计定位法,它主要是以测量结果为基准对谐波进行定位,从而得到最佳目标状态测量值。它的主要特点为:装置简便、定位准确,且更加适用于多谐波源定位。另外,还需格外注意的是谐波源定位的误差控制问题。当前,分布式新能源接入电网的谐波源定位还应符合以下要求;其一,计算效率需加以提升,并在谐波源定位中善于应用多种检测设备,以便有效解决谐波热点问题;其二,在多谐波源定位中需提高时效性与精准度;其三,在工况较为复杂的区域内进行电网谐波源定位需制定责任评估制度,进而明确谐波责任[2]。
        (四)提高谐波稳定性
        谐波稳定性是谐波热点问题中的重要因素,应根据不同环境下的谐波表现避免谐波出现不稳定问题。具体如下:(1)谐波谐振环境下所引发的谐波不稳定问题,若想解决此类不稳定问题,首先需对谐波分析情况进行建模,并从中判断谐波谐振对电网造成的影响程度。经过相关研究后可设立优化方案为谐波谐振问题进行科学的处理;(2)多谐波源环境下谐波发生不稳定现象,在提高谐波稳定性时需要充分考虑控制结构及多个参数对谐波的影响。同时需对多谐波源与电网之间的关联进行详细的分析,从而找到引发谐波不稳定状况的影响因素,这对于分布式能源接入电网的发展具有较强的实践意义;(3)在对谐波不稳定问题进行判断的环境下。一般在多种分布式新能源如风电、光伏等交互作用下会产生不稳定谐波。故而需对其机理及变化规律进行深度研究,由此总结出谐波不稳定临界值,这样可为后续不稳定谐波的识别与判断提供重要依据。此外,在检测谐波不稳定性时还需结合分布式新能源发展特征选择适合的检测手段,这样才能设计出最合理的解决分布式新能源接入电网的谐波热点问题的方案。
        结论:综上所述,分布式新能源在接入电网后会引发谐波热点问题,要想达到电网运行的最佳效果,就需要提前解决好谐波热点问题,从而为分布式新能源的应用开拓相应的渠道。另外,从传统电网所采用的能源供给中往往忽略环保性,而分布式新能源作为循环型能源,它在电网运行阶段体现出较为突出的实用价值。
        参考文献:
        [1]刘其辉,余培,祝培鑫.基于新能源消纳/负荷平抑的电动汽车能量管理策略[J].电力需求侧管理,2019,21(05):5-10+16.
        [2]方响,马笛,侯伟宏,孙智卿,杨翾,刘剑.分布式新能源接入下的区块链共识机制研究[J].浙江电力,2019,38(07):1-6.
        作者简介;
        姓名(林定均)性别男-出生年(1991),籍贯到市(内蒙古巴彦淖尔市)民族(汉)职称(助理工程师)学历(本科)研究方向(电力营销管理)单位名称(内蒙古电力(集团)巴彦淖尔市电业局五原供电分局)单位所在省市(内蒙古巴彦淖尔市)单位邮编(015100)
 
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