【精彩推薦】直流微網(wǎng)的電能質(zhì)量問題！

原文發(fā)表在《電力系統(tǒng)自動化》2016年第40卷第10期。

1.研究意義

隨著20世紀(jì)末電力電子技術(shù)的興起以及直流輸電工程的大規(guī)模建設(shè)，直流配電領(lǐng)域開始逐漸受到關(guān)注，而分布式電源的發(fā)展、直流負(fù)荷比重的增加及直流配電的自身高效特性進(jìn)一步推動了微網(wǎng)研究重心向直流微網(wǎng)的傾斜。歐盟、日本、美國和中國業(yè)已紛紛開展直流微網(wǎng)相關(guān)方面的研究與示范工程，但均屬于起步階段，且大多集中于低壓直流微網(wǎng)，其規(guī)劃、建設(shè)與運行標(biāo)準(zhǔn)尚為空白，標(biāo)稱電壓等級也未統(tǒng)一。

直流微網(wǎng)一般以直流配網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行組網(wǎng)，即面向公用電網(wǎng)，其重要作用之一在于為敏感負(fù)荷提供高質(zhì)量電能，因而電能質(zhì)量問題必須在直流微網(wǎng)研究與規(guī)劃階段即予以考慮，是直流微網(wǎng)技術(shù)研究的一個重要方面?，F(xiàn)有對直流微網(wǎng)的研究多集中于電壓控制、保護(hù)及能量管理等方面，而很少涉及直流微網(wǎng)電能質(zhì)量具體問題。對于推動直流微網(wǎng)的建設(shè)普及，直流微網(wǎng)電能質(zhì)量的研究也是不可忽視的重要力量。

2.直流微網(wǎng)特點

1）系統(tǒng)的復(fù)雜性

直流微網(wǎng)屬于典型的多源、多變換復(fù)雜系統(tǒng)，變流裝置分布范圍卻遍布源、儲、網(wǎng)、荷各個環(huán)節(jié)，某些極端情況下系統(tǒng)可靠性問題會變得較為突出。

2）傳輸?shù)母咝?/strong>

微源與負(fù)荷的接入僅需要一級變換，從而降低成本，減小了損耗，且不需要考慮傳統(tǒng)輸配電線路的渦流損耗和線路吸收的無功能量，因而直流線路對絕緣強(qiáng)度的要求更低。

3）控制的解耦性

直流微網(wǎng)在控制上具有典型的底層復(fù)雜而上層簡化的物理特性，而直流配電形式又避免了交流系統(tǒng)有功、無功與頻率、電壓之間的相互耦合影響。

4）拓?fù)涞撵`活性

直流微網(wǎng)無需考慮無功功率以及相應(yīng)的無功環(huán)流問題，從而可以環(huán)網(wǎng)運行。在不考慮直流保護(hù)設(shè)備約束前提下，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與組網(wǎng)方式可靈活地選擇環(huán)狀及多端結(jié)構(gòu)。

5）配電的隔離性

變流器具有一定的隔離作用，會弱化直流饋線帶給負(fù)荷的電力擾動影響與負(fù)荷對饋線的電能質(zhì)量干擾，并可實現(xiàn)故障隔離。

6）負(fù)荷的敏感性

直流負(fù)荷中有相當(dāng)一部分含有精密電子器件，一般會接入相應(yīng)電壓等級的直流母線，與傳統(tǒng)自身整流供電形式相比，易受同母線其他負(fù)荷以及上級線路電力擾動的影響。

3.直流微網(wǎng)典型電能質(zhì)量現(xiàn)象

直流微網(wǎng)除需關(guān)注微網(wǎng)內(nèi)部用戶電能質(zhì)量外，從電能質(zhì)量追責(zé)的角度而言，直流微網(wǎng)接入導(dǎo)致公用交流配電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題在原則上亦屬于直流微網(wǎng)電能質(zhì)量關(guān)注范圍。