1、概述

全球可再生能源需求的激增，正驅(qū)動(dòng)分布式光伏電站的快速建設(shè)與發(fā)展。然而，在其運(yùn)行過(guò)程中，諸如導(dǎo)致企業(yè)關(guān)口計(jì)量點(diǎn)功率因數(shù)過(guò)低、諧波污染等問(wèn)題日益凸顯。這些問(wèn)題不僅制約光伏電站自身的發(fā)電效益，更會(huì)危及企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并顯著增加電費(fèi)成本。為應(yīng)對(duì)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(guò)低等問(wèn)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(duì)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(wèn)題

2.1 關(guān)口功率因數(shù)過(guò)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(shí)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(jì)量點(diǎn)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(wú)功需求變化不大，當(dāng)內(nèi)部電容補(bǔ)償達(dá)不到要求或者不能正確動(dòng)作時(shí)，會(huì)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(fèi)造成損失。從實(shí)時(shí)功率因數(shù)計(jì)算公式（1）和功率因數(shù)考核計(jì)算公式（2）均可以看出，分布式光伏發(fā)電場(chǎng)景下，Q(Eq)保持不變，P(Ep)變小，功率因數(shù)也會(huì)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(wú)功功率，即企業(yè)向電網(wǎng)需求無(wú)功功率；

-Qout為反向無(wú)功功率，即企業(yè)向電網(wǎng)輸送無(wú)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(wú)功電量，即企業(yè)向電網(wǎng)需求無(wú)功電量；

-Eqout為考核周期內(nèi)反向無(wú)功電量，即企業(yè)向電網(wǎng)輸送無(wú)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(duì)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(guò)5%，并對(duì)特定奇偶次諧波的畸變率設(shè)定了限值；同時(shí)，當(dāng)逆變器輸出功率在額定功率的20%至50%區(qū)間時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95，而在輸出功率超過(guò)額定功率50%時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)不低于0.98。

然而，在采用多臺(tái)逆變器并聯(lián)運(yùn)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(duì)系統(tǒng)構(gòu)成了隱患。關(guān)鍵在于并聯(lián)電容器組對(duì)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(huì)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(jìn)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(guò)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波，改善電能質(zhì)量。它可以對(duì)2~51次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償，具備完善的橋臂過(guò)流保護(hù)、直流過(guò)壓保護(hù)和裝置過(guò)溫保護(hù)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(hù)其他設(shè)備的正常運(yùn)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(jìn)線處)和就地治理型(AnAPF或AnSVG-G-A，壁掛式，用于治理某個(gè)特定回路)，搭配使用治理效果更好。

3.2 靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)

功能：靜止無(wú)功發(fā)生器通過(guò)使用全控型電力電子器件（如IGBT），實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓的變化，并根據(jù)需要快速產(chǎn)生或吸收無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的快速補(bǔ)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(wú)功功率補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，可在原有常規(guī)電容補(bǔ)償柜基礎(chǔ)上增加SVG，達(dá)到更加快速平穩(wěn)的無(wú)功補(bǔ)償控制。安科瑞SVG產(chǎn)品分為集中治理型(AnCOS，柜式，集中補(bǔ)償柜，一般安裝在低壓進(jìn)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(gè)特定回路)。

3.3 電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置(APView500)

功能：電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置APView500實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諧波畸變、電壓暫升/暫降/短時(shí)中斷、電壓電流瞬態(tài)監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電能質(zhì)量，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電能質(zhì)量問(wèn)題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，一般安裝于并網(wǎng)點(diǎn)或需要監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)控和實(shí)時(shí)預(yù)警，確保企業(yè)電網(wǎng)安全、低碳運(yùn)行。

審核編輯 黃宇