并网光伏电站电能质量要求学习教案.pptx

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1、会计学1并网光伏电站电能质量要求并网光伏电站电能质量要求第一页，编辑于星期日：十四点 五十五分。一、电能质量一、电能质量n n1 1、电能质量的定义、电能质量的定义n n2 2、电能质量的影响、电能质量的影响n n3 3、光伏并网对电能质量的要求、光伏并网对电能质量的要求第1页/共23页第二页，编辑于星期日：十四点 五十五分。1、电能质量的定义、电能质量的定义n n电能质量主要指通过公用电网供给用户端的交流电能的质量。电能质量主要指通过公用电网供给用户端的交流电能的质量。n n电能质量问题可以导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电能质

2、量问题可以导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。n n一个理想的电力系统应以恒定的频率（一个理想的电力系统应以恒定的频率（50HZ50HZ）和正弦波形，按规定的电压水平向用户供电。在三相交流电力系统中，各）和正弦波形，按规定的电压水平向用户供电。在三相交流电力系统中，各相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差120120的对称状态。的对称状态。第2页/共23页第三页，编辑于星期日：十四点 五

3、十五分。2、电能质量的影响、电能质量的影响n n（1 1）、对电力系统，电能质量污染使系统的线损增加，变压器寿命降低，继电保护装置误动作，计量）、对电力系统，电能质量污染使系统的线损增加，变压器寿命降低，继电保护装置误动作，计量仪表误差增加。仪表误差增加。n n（2 2）、对电力用户，电能质量污染使用户电动机产生附加损耗、发热和振动，降低了电动机的的最大）、对电力用户，电能质量污染使用户电动机产生附加损耗、发热和振动，降低了电动机的的最大转矩和过载能力，使无功补偿装置无法投入，补偿电容器的使用寿命降低或熔丝经常熔断，甚至会对转矩和过载能力，使无功补偿装置无法投入，补偿电容器的使用寿命降低或熔丝

4、经常熔断，甚至会对居民的日常生活质量产生多种不好的影响。居民的日常生活质量产生多种不好的影响。n n（3 3）、电能质量污染还使精密制造设备的使用年限减少，生产产品的废品率增加干扰通信的信号等。）、电能质量污染还使精密制造设备的使用年限减少，生产产品的废品率增加干扰通信的信号等。第3页/共23页第四页，编辑于星期日：十四点 五十五分。3、光伏并网对电能质量的要求、光伏并网对电能质量的要求n n光伏电站向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量，在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、光伏电站向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量，在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪

5、变等方面应满足国家相差标准。电压波动和闪变等方面应满足国家相差标准。n n光伏电站应该在并网点装设满足光伏电站应该在并网点装设满足IEC61000-4-30IEC61000-4-30 标准要求的标准要求的A A类类电能质量在线监测装置。对于大型或中型光伏电站电能质量数据应能够远程传送到电网企业，保证电网至电能电能质量在线监测装置。对于大型或中型光伏电站电能质量数据应能够远程传送到电网企业，保证电网至电能质量的临近。对于小型质量的临近。对于小型 光伏电站，电能质量数据应具备年及以上的存储能力，必要时供电网企业调用。光伏电站，电能质量数据应具备年及以上的存储能力，必要时供电网企业调用。第4页/共2

6、3页第五页，编辑于星期日：十四点 五十五分。二、在线监测要求二、在线监测要求n n1 1、监测方式、监测方式n n2 2、监测数据、监测数据n n3 3、技术要求、技术要求第5页/共23页第六页，编辑于星期日：十四点 五十五分。1、监测方式、监测方式n n电能质量监测主要有定期巡检、专项检测或抽检、在线监测三种方式。电能质量监测主要有定期巡检、专项检测或抽检、在线监测三种方式。n n(1)(1)定期巡检主要用于需要掌握电能质量又不需要连续检测或不具备连续线定期巡检主要用于需要掌握电能质量又不需要连续检测或不具备连续线监测条件的场合。如检测居民、商业区及小工厂供电系统配电点的电能质监测条件的场合

7、。如检测居民、商业区及小工厂供电系统配电点的电能质量。根据重要程度一般几个月或一季度检测一次。量。根据重要程度一般几个月或一季度检测一次。n n(2)(2)专项检测或抽检主要用于负荷容量变化大或有干扰源设备拉入电网，或反映电能质量出现异专项检测或抽检主要用于负荷容量变化大或有干扰源设备拉入电网，或反映电能质量出现异常，需要对比前后变化情况的场合，以确定电网电能质量指标的背景状况和负荷变动与干扰发生常，需要对比前后变化情况的场合，以确定电网电能质量指标的背景状况和负荷变动与干扰发生的实际参量，或骓技术措施效果等。专项检测或抽检工作在完成预定任务后即可撤销。的实际参量，或骓技术措施效果等。专项检测

8、或抽检工作在完成预定任务后即可撤销。n n(3)(3)在线监测主要用于监测重要变电站或实施无人值班变电站的公共配电点或重要电力用在线监测主要用于监测重要变电站或实施无人值班变电站的公共配电点或重要电力用户配电点的电能质量。户配电点的电能质量。第6页/共23页第七页，编辑于星期日：十四点 五十五分。2、监测数据、监测数据n n在线监测的功能包括：数据显示、数据存储、数据远传及对监测项目的越限报警或发送控制指令。通在线监测的功能包括：数据显示、数据存储、数据远传及对监测项目的越限报警或发送控制指令。通过计算机网络将监测的实时数据、历史变化曲线、指标超限报警信号等进行就地显示和实现远方监控。过计算机

9、网络将监测的实时数据、历史变化曲线、指标超限报警信号等进行就地显示和实现远方监控。第7页/共23页第八页，编辑于星期日：十四点 五十五分。3、技术要求、技术要求n n(1)(1)监测设备根据安装地点和监测要求，应具备可选择的监测功能，包监测设备根据安装地点和监测要求，应具备可选择的监测功能，包括电压偏差、频率偏差、三相电压幅值相位不平衡度、负序电流、谐括电压偏差、频率偏差、三相电压幅值相位不平衡度、负序电流、谐波、电压波动。波、电压波动。n n(2)(2)监测设备应具有记录存储功能，且监测设备的存储记录应至少保存监测设备应具有记录存储功能，且监测设备的存储记录应至少保存1515天。天。n n(

10、3)(3)监测设备应具有实时数据显示、权限管理、设置、对时、统计、自检等功能。监测设备应具有实时数据显示、权限管理、设置、对时、统计、自检等功能。n n(4)(4)监测设备应具有标准通信接口，实现监测数据的实时传输或定时提监测设备应具有标准通信接口，实现监测数据的实时传输或定时提取，并能对通信口进行灵活配置与实时监视。通信规约可参照变电站取，并能对通信口进行灵活配置与实时监视。通信规约可参照变电站综合自动化设备的相关规定综合自动化设备的相关规定(确保与变电站现有微机监控系统正常通信确保与变电站现有微机监控系统正常通信)。第8页/共23页第九页，编辑于星期日：十四点 五十五分。三、谐波三、谐波n

11、 n1 1、谐波的定义、谐波的定义n n2 2、谐波的危害、谐波的危害n n3 3、谐波源、谐波源n n4 4、谐波的抵制和消除、谐波的抵制和消除第9页/共23页第十页，编辑于星期日：十四点 五十五分。1、谐波的定义、谐波的定义n n谐波（谐波（HarmonicsHarmonics）污染是电能质量的一个基本问题）污染是电能质量的一个基本问题n n 描述谐波的一般指标：各次谐波幅值和相位、各次谐波含有率（描述谐波的一般指标：各次谐波幅值和相位、各次谐波含有率（HRHR）、总谐波畸变率（）、总谐波畸变率（THDTHD）、谐波功率和谐波阻抗，）、谐波功率和谐波阻抗，以及部分演化指标如以及部分演化指标

12、如K K因子等。因子等。n nTHDTHD定义为谐波分量（定义为谐波分量（h h=2=2）有效值相对于基波分量（）有效值相对于基波分量（h h=1=1）的百分比。若不考虑电流中的直流分量，）的百分比。若不考虑电流中的直流分量，则则THDTHD可以如下计算：可以如下计算：第10页/共23页第十一页，编辑于星期日：十四点 五十五分。2 2、谐波的的危害谐波的的危害n电压和电流的波形畸变，谐波的存在会给电力系统造的污染给电力系统造的污染，对电气设备及其运行带来对电气设备及其运行带来严重的危害严重的危害：(1)系统中存在谐波分量时，可能产生局部的并联或串联谐振，放大了谐波水平，导致谐波支路中的设备因过

13、电压和过电流而损坏。(2)谐波引起电气设备的附加损耗，导致降低效率和局部过热；产生附加力矩造成振动，发生噪音；加速绝缘的老化，缩短设备寿命；(3)谐波会引起某些继电保护和自动装置不正确的动作；引起计量仪表的计量误差；(4)输电线路中的高次谐波电流会干扰与其邻近的通信，使电磁兼容性问题更加突出；(5)谐波的存在可能使电力电子装置的触发系统以及控制装置不能正常工作。第11页/共23页第十二页，编辑于星期日：十四点 五十五分。3、谐波源、谐波源n n电路中非线性特性和快速时变的负荷和电工设备（元件）电路中非线性特性和快速时变的负荷和电工设备（元件）n n电力电子设备广泛应用。高电压直流输电的换流装置

14、，电气化机车和工矿企业中大功率整流、换流、变频、调电力电子设备广泛应用。高电压直流输电的换流装置，电气化机车和工矿企业中大功率整流、换流、变频、调压设备压设备n n电弧炉、电弧焊、汞弧灯、日光灯等具有电弧非线性特性的用电设备电弧炉、电弧焊、汞弧灯、日光灯等具有电弧非线性特性的用电设备n n各种家用可控整流或开关电源设备等各种家用可控整流或开关电源设备等n n这些负荷在正弦波电压作用下，会产生各种非正弦波的电流。这种电流在网络中流动，将使电力系统这些负荷在正弦波电压作用下，会产生各种非正弦波的电流。这种电流在网络中流动，将使电力系统的电压波形畸变，即除了正常的工频基波外，还包含有各种高次谐波。的

15、电压波形畸变，即除了正常的工频基波外，还包含有各种高次谐波。第12页/共23页第十三页，编辑于星期日：十四点 五十五分。4 4、谐波的抑制和消除谐波的抑制和消除n n增大谐波源母线处的短路容量，降低系统谐波阻抗，以减少母线的谐波电压；增大谐波源母线处的短路容量，降低系统谐波阻抗，以减少母线的谐波电压；n n增加换流装置的脉波数，减少谐波电流的产生；增加换流装置的脉波数，减少谐波电流的产生；n n采用交流滤波器，吸收谐波电流。采用交流滤波器，吸收谐波电流。n n有源滤波器，对高次谐波负荷供给必要的高次谐波电流，使电源电流为正弦波形。有源滤波器，对高次谐波负荷供给必要的高次谐波电流，使电源电流为正

16、弦波形。第13页/共23页第十四页，编辑于星期日：十四点 五十五分。四、电压偏差四、电压偏差n n光伏电站接入电网后，公共连接点光伏电站接入电网后，公共连接点(PCC,(PCC,电力系统中一个以上用户的连接处）的电压偏差应满足电力系统中一个以上用户的连接处）的电压偏差应满足GB/T12325-2008GB/T12325-2008 的规定，具体内容如下：的规定，具体内容如下：n n(1)35KV(1)35KV及以上公共连接点电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的及以上公共连接点电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%10%。n n(2)20KV(2)20KV及以下三相公共连接点电压偏

17、差为标称电压的及以下三相公共连接点电压偏差为标称电压的7%7%。n n(3)220KV(3)220KV单相供电电压偏差为标称电压的单相供电电压偏差为标称电压的+7%+7%，-10%-10%。n n(4)(4)对供电点适中容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、用电双方协对供电点适中容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、用电双方协议确定。议确定。第14页/共23页第十五页，编辑于星期日：十四点 五十五分。五、电压波动和闪变五、电压波动和闪变n n光伏电站接入电网后，公共连接点处的电压波动和闪变应满足光伏电站接入电网后，公共连接点处的电压波动和闪变

18、应满足GB/T 12326-2008GB/T 12326-2008 的规的规定，主要由三个参数构成：定，主要由三个参数构成：n n1 1、电压变动：指电压方均值值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。、电压变动：指电压方均值值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。n n2 2、电压波动：指电压方均根值、电压波动：指电压方均根值(有效值有效值)一系列的变动或连续的改变。一系列的变动或连续的改变。n n3 3、电压闪变：指灯光照度不稳定造成的视感。、电压闪变：指灯光照度不稳定造成的视感。第15页/共23页第十六页，编辑于星期日：十四点 五十五分。六、六、电压、电

19、流的不平衡度电压、电流的不平衡度n n1 1、要求、要求n n2 2、导致电压、电流不平衡的原因、导致电压、电流不平衡的原因n n3 3、电压电流不平衡的危害、电压电流不平衡的危害n n4 4、限制电压、电流不平衡的措施、限制电压、电流不平衡的措施第16页/共23页第十七页，编辑于星期日：十四点 五十五分。1、要求、要求n n理想的三相交流电三相的电压和电流是平衡的，幅值相等，相位互差理想的三相交流电三相的电压和电流是平衡的，幅值相等，相位互差120120。n n对称分量法：三相不平衡电流（电压）分解为正序，负序和零序三个对称分对称分量法：三相不平衡电流（电压）分解为正序，负序和零序三个对称分

20、量。量。n n光伏电站接入电网后，公共连接点的三相电压不平衡度应不超过光伏电站接入电网后，公共连接点的三相电压不平衡度应不超过GB/T 15543-2008GB/T 15543-2008 规定的限值。规定的限值。n n公共连接点的电压不平衡度应不超过公共连接点的电压不平衡度应不超过2%2%，短时不得超过，短时不得超过4%4%，其中由光伏，其中由光伏电站引起的负序电压不平衡度应不超过电站引起的负序电压不平衡度应不超过1.3%1.3%，短时不超过，短时不超过2.6%2.6%。第17页/共23页第十八页，编辑于星期日：十四点 五十五分。2 2、导致电压和电流不平衡的原导致电压和电流不平衡的原因因（1

21、 1）三相负荷不相等三相负荷不相等三相负荷不相等三相负荷不相等。配电系统低压侧的多数负荷是单相电气设备这些负荷往往是不均匀分。配电系统低压侧的多数负荷是单相电气设备这些负荷往往是不均匀分配在三相上，而且其投入和断开的时间又有很大的随机性；大功率的单相高压电气设备的应用，配在三相上，而且其投入和断开的时间又有很大的随机性；大功率的单相高压电气设备的应用，如单相电气机车，单相感应炉等；电弧炉虽然是三相设备，但三相的负荷却常常是随机的，不平如单相电气机车，单相感应炉等；电弧炉虽然是三相设备，但三相的负荷却常常是随机的，不平衡的。衡的。（2 2）三相系统中各元件的参数不相等三相系统中各元件的参数不相等

22、三相系统中各元件的参数不相等三相系统中各元件的参数不相等，如不完全换位的架空线路，其三相阻抗值不相等。，如不完全换位的架空线路，其三相阻抗值不相等。（3 3）三相非全相运行三相非全相运行三相非全相运行三相非全相运行，单相重合闸时单相线路断开或双回路中断开一相。，单相重合闸时单相线路断开或双回路中断开一相。（4 4）故障时的严重不对称情况故障时的严重不对称情况故障时的严重不对称情况故障时的严重不对称情况，如单相或两相短路，这是瞬时性的不对称情况，如单相或两相短路，这是瞬时性的不对称情况第18页/共23页第十九页，编辑于星期日：十四点 五十五分。3 3、电压和电流不平衡的影响电压和电流不平衡的影响

23、三相电压幅值不相等。对于单相负荷来说，即使在三相系统的同一点上，有可能某一相电压太高，而另一相电三相电压幅值不相等。对于单相负荷来说，即使在三相系统的同一点上，有可能某一相电压太高，而另一相电压太低。压太低。负序电流在转子和定子中产生附加损耗和转子的振动。负序电流产生有功功率的振荡和连接发电机与原动机轴负序电流在转子和定子中产生附加损耗和转子的振动。负序电流产生有功功率的振荡和连接发电机与原动机轴上的机械过应力。在长期运行中，汽轮发电机负序电流分量不能超过上的机械过应力。在长期运行中，汽轮发电机负序电流分量不能超过6%-7%6%-7%额定电流。额定电流。异步电动机的负序阻抗是正序的异步电动机的

24、负序阻抗是正序的1/51/81/51/8，小的电压负序分量（，小的电压负序分量（1%1%额定电压），也会额定电压），也会产生很大负序电流产生很大负序电流(7%-9%(7%-9%额定电流额定电流)，负序电流使电机产生附加发热，负序电流使电机产生附加发热星形星形-星形接法并有中性点接地的变压器对于负荷的不对称特别敏感，因为这种变压星形接法并有中性点接地的变压器对于负荷的不对称特别敏感，因为这种变压器有很大的零序阻抗，当有不对称负荷电流通过时，使输出电压的不平衡度增大。器有很大的零序阻抗，当有不对称负荷电流通过时，使输出电压的不平衡度增大。不对称的情况下，影响并联电容器及整流器桥阀等的正常工作。影响

25、仪表精度、继电器的不对称的情况下，影响并联电容器及整流器桥阀等的正常工作。影响仪表精度、继电器的动作正确性等。零序电流还会对邻近送电线路的通信线路发生干扰。动作正确性等。零序电流还会对邻近送电线路的通信线路发生干扰。第19页/共23页第二十页，编辑于星期日：十四点 五十五分。4、限制电压和电流不平衡限制电压和电流不平衡的措的措施施均匀分布单相负荷（负荷的功率、使用的时间及设置的地点等）。均匀分布单相负荷（负荷的功率、使用的时间及设置的地点等）。应该尽量使电力系统各元件的参数值相等。应该尽量使电力系统各元件的参数值相等。减小变压器及中性线（包括中性点接地阻抗）的阻抗。减小变压器及中性线（包括中性

26、点接地阻抗）的阻抗。装设专用的平衡化装置，对大容量的单相负荷应考虑相应的补偿装置装设专用的平衡化装置，对大容量的单相负荷应考虑相应的补偿装置第20页/共23页第二十一页，编辑于星期日：十四点 五十五分。七、直流分量七、直流分量n n光伏并网中由于逆变器以及负荷电流中的直流分量会向电网中注入直流电流，将造成电压波形的直流光伏并网中由于逆变器以及负荷电流中的直流分量会向电网中注入直流电流，将造成电压波形的直流偏置，对典型的配电变压器铁心，偏置，对典型的配电变压器铁心，10%-20%10%-20%的偏置会导致磁通波形某个方向上的项部出现深度饱和。当的偏置会导致磁通波形某个方向上的项部出现深度饱和。当

27、磁通峰值超过饱和点时，瞬时励磁电流将急剧增加，其结果将是励磁电流严重的畸变，产生励磁电流磁通峰值超过饱和点时，瞬时励磁电流将急剧增加，其结果将是励磁电流严重的畸变，产生励磁电流尖峰，这种励磁电流尖峰含有丰富的奇次和偶次谐波，必须防止光伏电站间接地注入过量的谐波。尖峰，这种励磁电流尖峰含有丰富的奇次和偶次谐波，必须防止光伏电站间接地注入过量的谐波。n n为了限制配电变压器因直流而产生的谐波，光伏电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的为了限制配电变压器因直流而产生的谐波，光伏电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%0.5%，对，对于不经变压器直接接入电网铁光伏电站，因逆变器效率等特殊因素可放宽至于不经变压器直接接入电网铁光伏电站，因逆变器效率等特殊因素可放宽至1%1%。第21页/共23页第二十二页，编辑于星期日：十四点 五十五分。请大家指正第22页/共23页第二十三页，编辑于星期日：十四点 五十五分。