分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與諧波及三相不平衡

1. 諧波
諧波問題是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)引起的另外一個(gè)電能質(zhì)量問題。按照規(guī)定，注入公網(wǎng)連接點(diǎn)的諧波電流允許值及各次諧波電壓含有率應(yīng)滿足GB/T14549《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中的規(guī)定。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波的原兇主要侑三個(gè)方面：
①由于采用了并網(wǎng)逆變器等電力電子器件，使得分布式光伏向系統(tǒng)注入基波電流的同時(shí)，向系統(tǒng)注入諧波電流；特別在光照較弱時(shí)，分布式光伏逆變器處于較低功率運(yùn)行，逆變器采樣精度較低，會(huì)產(chǎn)生較大諧波；在光照強(qiáng)度或溫度變化較大時(shí)，分布式光伏電站的輸出功率將產(chǎn)生間歇波動(dòng)，引起諧波污染；同時(shí)，電網(wǎng)不對(duì)禰故障在的負(fù)序電壓也會(huì)導(dǎo)致分布式光伏電站產(chǎn)生附加的電流諧波。
②分布式光伏發(fā)電產(chǎn)生的諧波可能會(huì)在逆變器的人口濾波電容器和系統(tǒng)阻抗變壓器上產(chǎn)生并聯(lián)諧振。
③逆變器并聯(lián)也會(huì)對(duì)諧波產(chǎn)生一定影響，同類型逆變器并聯(lián)時(shí)，由于內(nèi)在電路和控制策略一致，因此可能會(huì)造成特征次諧波的疊加，而不同類型的逆變器則可能會(huì)相互抵消諧波。
當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電規(guī)模有限時(shí)，逆變器產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)的污染一般在可控范圍內(nèi)，而當(dāng)分布式光伏發(fā)電容量占總發(fā)電量比例上升后，較大的諧波會(huì)造成配電網(wǎng)中用電設(shè)備的過熱、繼電保護(hù)誤動(dòng)、設(shè)備絕緣破壞等危害。因此，必須對(duì)分布式光伏電站的諧波進(jìn)行有效控制。
為了盡量減少諧波，電力電子裝置的調(diào)制技術(shù)是關(guān)鍵。在分布式光伏發(fā)電逆變器中，大都采用先進(jìn)的SVPWM技術(shù)，因此在分析中以該技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行仿真。分布式光伏對(duì)于架空線路諧波影響與電纜線路相同，均會(huì)出現(xiàn)逐漸上升的趨勢，但由于架空線路一般較長，其諧波從未端到首端的衰減逐漸減小。
當(dāng)分布式光伏接入方案確定時(shí)，應(yīng)綜合考慮分布式光伏接入對(duì)網(wǎng)損的影響，諧波影響與網(wǎng)損影響相互制約，增加了方案確定的難度。
在分布式光伏接入時(shí)，通過多點(diǎn)接入的手段，能夠明顯抑制諧波等電能質(zhì)量問題，從而提高分布式光伏的接入容量。如分布式光伏在單點(diǎn)接入10kV時(shí)，可通過分散成多個(gè)分布式光伏的方式減小諧波的影響。可以看出，分布式光伏采用多點(diǎn)接入時(shí)，由于各次諧波之間存仕一定的相位差，其兩者疊加，小于兩者絕對(duì)值之和。

2. 三相不平衡
當(dāng)分布式光伏采用單相接入時(shí)，會(huì)使原有三相平衡的電網(wǎng)產(chǎn)生三相電流（或電壓）幅值不一致現(xiàn)象，且幅值差甚至有可能超過規(guī)定范圍，不滿足GB/T15543《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》的規(guī)定。因此，國家電網(wǎng)公司《分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)》規(guī)定，8kW以卜分布式光伏統(tǒng)可采用單相接入，若分布式光伏容量繼續(xù)增大，則需要考慮三相接入方案。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具有間歇性，使得分布式光伏各相出力不均勻，該問題主要由兩方面因素造成：一方面是大量單相分布式光伏并網(wǎng)，另一方面是三相并網(wǎng)分布式光伏自身輸出量的不平衡。