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光伏電站與電氣化鐵路對電網(wǎng)電能質(zhì)量交互影響分析
來源: | 作者:sxktdq | 發(fā)布時間: 2019-05-10 | 4190 次瀏覽 | 分享到:
    國網(wǎng)新疆電力有限公司、國網(wǎng)新疆電力公司博爾塔拉供電公司、新疆中信金源電力科技有限公司的研究人員趙普志、李鵬、王凱、段忠德、蔡永軍,在2019年第3期《電氣技術(shù)》雜志上撰文,針對光伏電站的接入點與電氣化鐵路牽引站電氣距離很近的問題,依據(jù)兩者本身產(chǎn)生的諧波頻段和幅值特點以及國標中多個諧波源之間相互作用準則,對兩者之間的公用電網(wǎng)諧波進行了分析。

    最后在PSCAD/EMTDC仿真平臺上搭建了含有光伏電站和電鐵等效模型的電網(wǎng)仿真模型,對電鐵和光伏電站的諧波交互影響進行了分析,驗證了本文方法的有效性。

    光伏能源作為一種新型能源,其本身具備一定的清潔性,近年來依靠光伏能源發(fā)電成本的不斷下降與國家優(yōu)惠補貼政策得到了快速發(fā)展。雖然國家對光伏并網(wǎng)發(fā)電做出了明確的技術(shù)規(guī)定,但光伏在并網(wǎng)后,由于其逆變器本身特性仍會產(chǎn)生一定數(shù)量諧波,給實際電網(wǎng)供電環(huán)境帶來一定不良影響。

    因此,對于分析和梳理光伏電站對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響,許多專家和學(xué)者已經(jīng)做出了一系列卓有成效的工作。電氣化鐵路作為一類重要負荷,對國家經(jīng)濟起到基礎(chǔ)性作用,但其本身不對稱接線和運行方式,會對接入點電網(wǎng)電能質(zhì)量造成較大的影響。

    文獻[5]研究電氣鐵路的低頻振蕩問題。文獻[6]針對大型光伏電站與電網(wǎng)諧波交互影響作用進行了分析,并用實際數(shù)據(jù)驗證了方法的有效性。文獻[7]在PSCAD/EMTDC仿真平臺上計算了電氣化鐵路接入對電網(wǎng)的諧波影響,為實際中電能質(zhì)量評估提供了參考依據(jù)。文獻[8]將電氣化鐵路接入對光伏聯(lián)絡(luò)線的有功、無功、電壓影響進行了分析。文獻[9]提出電氣化鐵路的電能質(zhì)量補償問題。

    本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,首先,研究了光伏的諧波模型以及主要諧波頻段;然后,分析了電氣化鐵路負荷的主要諧波模型,根據(jù)諧波疊加原理分析了兩者之間相互作用的方向和影響;最后,在PSCAD/EMTDC平臺搭建模型對兩者進行仿真模擬,分析兩者之間相互影響的影響因素,并與實際測試數(shù)據(jù)進行比對,驗證理論的有效性。

圖3 電氣鐵路和光伏同時接入電網(wǎng)等效示意圖


圖4 電氣鐵路接入光伏退出電網(wǎng)等效示意圖


圖5 PSCAD仿真示意圖


    結(jié)論
    本文討論了光伏電站和電氣化鐵路對電網(wǎng)電能質(zhì)量交互作用的問題,主要結(jié)論如下:
    1)光伏電站和電氣化鐵路之間諧波電流會相互抑制,具體的抑制作用取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
    2)多諧波電流之間相互抑制作用會隨著諧波的次數(shù)變化而變化。
    3)本文的討論沒有涉及高次諧波(如25次以上諧波),因為高次諧波主要是由電氣化鐵路產(chǎn)生的,光伏電站并不會產(chǎn)生,兩者之間不會發(fā)生交互影響。
    還有待進一步完善的工作是,仿真諧波幅值和實測諧波幅值并不完全對應(yīng),需要同時對多個測點進行測試,搜集更為詳盡的數(shù)據(jù),修正現(xiàn)有仿真結(jié)果,以達到更加接近實測結(jié)果的目標。
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