近年來,各國政府紛紛出臺政策大力發(fā)展可再生能源,然而快速崛起的背后真的一帆風(fēng)順嗎?
眾所周知,我國可再生能源資源豐富,有著廣闊的市場前景。良好的電能質(zhì)量對于保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行具有重要意義,所以可再生能源發(fā)電帶來的電能質(zhì)量問題是目前最需要解決的問題。
但是“巧合”的是可再生能源發(fā)電并網(wǎng)需要很多的電力電子設(shè)備,可它的特點(diǎn)偏偏是對電能質(zhì)量十分敏感,抗干擾能力差…
由于可再生能源發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速度比傳統(tǒng)的機(jī)械發(fā)電機(jī)組要快幾個(gè)數(shù)量級,對電磁暫態(tài)的穩(wěn)定性有著較大的影響,一旦出現(xiàn)故障就會造成電力電子裝置的快速切機(jī),從而導(dǎo)致電網(wǎng)功率出現(xiàn)不平衡。此外,可再生能源發(fā)電裝置一般通過調(diào)制的方法并入電網(wǎng),并網(wǎng)時(shí)會產(chǎn)生一定的諧波和直流分量。而諧波電流注入電力系統(tǒng)后,會引起電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變。同時(shí),可再生能源發(fā)電裝置接入到電力系統(tǒng)引起的振蕩問題也非常突出,會造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作,引發(fā)自動(dòng)跳閘,從而影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
針對以上這么多電能質(zhì)量問題,還有解決辦法讓它們“相愛”下去嗎?
清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授姜齊榮
清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授姜齊榮認(rèn)為有兩個(gè)技術(shù)措施可以治理。
政府主管部門出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范可再生能源的并網(wǎng)設(shè)備特性,對并網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)提出要求,以減少諧波、電壓波動(dòng)等對電網(wǎng)的沖擊。不過需要注意的是,不能因?yàn)樽非筮^高的參數(shù)要求,而影響了可再生能源的發(fā)電效率和發(fā)電成本。
我們可以在電網(wǎng)中采取一些必要的措施來治理電能質(zhì)量。例如,針對功率因數(shù)、電壓波動(dòng)與閃變的治理技術(shù),可以采用并聯(lián)電容器組或靜止無功補(bǔ)償裝置(DSTATCOM)。DSTATCOM是基于IGBT構(gòu)成的用于配電系統(tǒng)的STATCOM,其特點(diǎn)是不會改變系統(tǒng)特性,不會引起諧波電流放大,不會引起諧振;無功容量與節(jié)點(diǎn)電壓大小無關(guān),低壓特性好;動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,特別適合抑制電壓波動(dòng)與閃變,節(jié)能效果明顯;輸出電流諧波含量小,不需外加濾波器;可以同時(shí)具有無功及低次諧波補(bǔ)償功能;零輸出可閉鎖,僅補(bǔ)償時(shí)才有損耗,總運(yùn)行損耗小。此外,我們還可以采用傳統(tǒng)的有源或無源濾波器來治理電力系統(tǒng)的諧波;或者嘗試一下采用定制電力技術(shù)的方法來解決可再生能源的電能質(zhì)量問題。
因?yàn)榭稍偕茉词且环N清潔的、可再生的新型資源,隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn),它的市場規(guī)模定會持續(xù)擴(kuò)大。為了讓它們以后只“相愛”,所以優(yōu)化可再生能源發(fā)電,提高發(fā)電的電能質(zhì)量,我們要做的工作還有很多很多很多…
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近年來,各國政府紛紛出臺政策大力發(fā)展可再生能源,然而快速崛起的背后真的一帆風(fēng)順嗎?
眾所周知,我國可再生能源資源豐富,有著廣闊的市場前景。良好的電能質(zhì)量對于保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行具有重要意義,所以可再生能源發(fā)電帶來的電能質(zhì)量問題是目前最需要解決的問題。
但是“巧合”的是可再生能源發(fā)電并網(wǎng)需要很多的電力電子設(shè)備,可它的特點(diǎn)偏偏是對電能質(zhì)量十分敏感,抗干擾能力差…
由于可再生能源發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速度比傳統(tǒng)的機(jī)械發(fā)電機(jī)組要快幾個(gè)數(shù)量級,對電磁暫態(tài)的穩(wěn)定性有著較大的影響,一旦出現(xiàn)故障就會造成電力電子裝置的快速切機(jī),從而導(dǎo)致電網(wǎng)功率出現(xiàn)不平衡。此外,可再生能源發(fā)電裝置一般通過調(diào)制的方法并入電網(wǎng),并網(wǎng)時(shí)會產(chǎn)生一定的諧波和直流分量。而諧波電流注入電力系統(tǒng)后,會引起電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變。同時(shí),可再生能源發(fā)電裝置接入到電力系統(tǒng)引起的振蕩問題也非常突出,會造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作,引發(fā)自動(dòng)跳閘,從而影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
針對以上這么多電能質(zhì)量問題,還有解決辦法讓它們“相愛”下去嗎?
清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授姜齊榮
清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授姜齊榮認(rèn)為有兩個(gè)技術(shù)措施可以治理。
政府主管部門出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范可再生能源的并網(wǎng)設(shè)備特性,對并網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)提出要求,以減少諧波、電壓波動(dòng)等對電網(wǎng)的沖擊。不過需要注意的是,不能因?yàn)樽非筮^高的參數(shù)要求,而影響了可再生能源的發(fā)電效率和發(fā)電成本。
我們可以在電網(wǎng)中采取一些必要的措施來治理電能質(zhì)量。例如,針對功率因數(shù)、電壓波動(dòng)與閃變的治理技術(shù),可以采用并聯(lián)電容器組或靜止無功補(bǔ)償裝置(DSTATCOM)。DSTATCOM是基于IGBT構(gòu)成的用于配電系統(tǒng)的STATCOM,其特點(diǎn)是不會改變系統(tǒng)特性,不會引起諧波電流放大,不會引起諧振;無功容量與節(jié)點(diǎn)電壓大小無關(guān),低壓特性好;動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,特別適合抑制電壓波動(dòng)與閃變,節(jié)能效果明顯;輸出電流諧波含量小,不需外加濾波器;可以同時(shí)具有無功及低次諧波補(bǔ)償功能;零輸出可閉鎖,僅補(bǔ)償時(shí)才有損耗,總運(yùn)行損耗小。此外,我們還可以采用傳統(tǒng)的有源或無源濾波器來治理電力系統(tǒng)的諧波;或者嘗試一下采用定制電力技術(shù)的方法來解決可再生能源的電能質(zhì)量問題。
因?yàn)榭稍偕茉词且环N清潔的、可再生的新型資源,隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn),它的市場規(guī)模定會持續(xù)擴(kuò)大。為了讓它們以后只“相愛”,所以優(yōu)化可再生能源發(fā)電,提高發(fā)電的電能質(zhì)量,我們要做的工作還有很多很多很多…