一、光伏發(fā)電產(chǎn)生諧波的原因與危害：

1、電壓波動(dòng)與閃變

原因：光伏出力受光照變化（如云層遮擋）影響，導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)；啟動(dòng)/停機(jī)時(shí)功率突變也可能引發(fā)電壓閃變。

危害：電壓波動(dòng)可能引起照明設(shè)備閃爍（閃變），影響用戶設(shè)備正常運(yùn)行。

2、頻率偏差

原因：高比例光伏并網(wǎng)降低傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)占比，導(dǎo)致系統(tǒng)慣性不足，對(duì)頻率波動(dòng)的調(diào)節(jié)能力下降。

危害：頻率偏差可能引發(fā)電網(wǎng)解列、負(fù)荷脫網(wǎng)等嚴(yán)重事故。

3、三相不平衡

原因：?jiǎn)蜗喙夥到y(tǒng)集中接入某一相，或負(fù)荷分布不均導(dǎo)致三相電流不平衡。

危害：增加線路損耗，導(dǎo)致變壓器過(guò)載、中性點(diǎn)電壓偏移。

4、直流注入

原因：逆變器故障或控制策略缺陷導(dǎo)致直流分量注入電網(wǎng)。

危害：引起變壓器飽和、繼電保護(hù)誤動(dòng)作，加速電纜老化。

5、間諧波與高頻諧振

原因：光伏板老化、陰影效應(yīng)或逆變器開(kāi)關(guān)頻率不當(dāng)可能引發(fā)間諧波；電網(wǎng)阻抗與逆變器交互導(dǎo)致高頻諧振。

危害：干擾通信系統(tǒng)，造成設(shè)備異常發(fā)熱。

二、如何監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量？

監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量一般通加裝帶有諧波監(jiān)測(cè)的電表或者是電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。下面介紹一款電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置。

APView400電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置采用了高性能多核平臺(tái)和嵌入式操作系統(tǒng)，遵照IEC61000-4-30《測(cè)試和測(cè)量技術(shù)-電能質(zhì)量測(cè)量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測(cè)、電壓不平衡度監(jiān)測(cè)、事件記錄、測(cè)量控制等功能為一體。裝置在電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)化和指標(biāo)參數(shù)的測(cè)量精度以及時(shí)鐘同步、事件告警功能等各個(gè)方面均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)要求，能夠滿足35KV及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的要求，廣泛應(yīng)用于光伏、儲(chǔ)能中的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

產(chǎn)品功能特點(diǎn)：

1、高性能的硬件平臺(tái)

裝置采用基于Xilinx SoC構(gòu)架的雙ARM內(nèi)核處理器，ARM1運(yùn)行嵌入式Linux、TCP/IP協(xié)議、Http協(xié)議、Web服務(wù)器、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析，ARM2用來(lái)數(shù)據(jù)采樣、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算。裝置每周波采樣高達(dá)1024點(diǎn)，具備高測(cè)量精度能準(zhǔn)確記錄故障波形。采用32GB工業(yè)級(jí)大容量SD卡，可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)事件記錄與故障波形等數(shù)據(jù)。具備友好的人機(jī)界面，800*480像素點(diǎn)陣彩色大尺寸液晶可就地查看實(shí)時(shí)波形與故障波形，方便用戶故障分析。

2、豐富的接口資源

4路交流電壓；

4路交流電流；

5路可編程無(wú)源繼電器出口、5路有源開(kāi)關(guān)量輸入；

2路RS485串行通訊接口，支持Modbus-RTU規(guī)約，支持IRIG-B對(duì)時(shí)方式；

2路以太網(wǎng)接口，支持Modbus-TCP、IEC61850 MMS、FTP、裝置升級(jí)維護(hù)；

1路USB接口，可用于裝置維護(hù)。

3、可靠性設(shè)計(jì)

裝置軟硬件具有持續(xù)完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過(guò)多項(xiàng)電磁兼容檢測(cè)認(rèn)證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

4、人機(jī)界面功能

裝置面板上采用5寸彩色LCD屏，以圖形方式顯示主要電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。可對(duì)裝置硬件時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置，并可對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改，對(duì)裝置進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置、密碼設(shè)置等操作。

5、記錄存儲(chǔ)功能

可對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存，1min數(shù)據(jù)(最大值、最小值、平均值、95%概率大值、均方根值)在裝置上最長(zhǎng)保存時(shí)間為90天，之后按"先進(jìn)先出"原則更新。

6、通訊功能

2個(gè)RS485串行通訊接口，支持Modbus-RTU協(xié)議，能夠讀取所有被測(cè)量參數(shù)，且支持IRIG-B碼對(duì)時(shí)；提供2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus-TCP、IEC61850 MMS、FTP,能夠讀取所有被測(cè)量參數(shù)。

7、告警功能

可根據(jù)用戶設(shè)定的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、瞬態(tài)的各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的限值，啟動(dòng)告警功能。當(dāng)某一告警觸發(fā)時(shí)，裝置會(huì)記錄事件記錄并觸發(fā)錄波。

8、錄波功能

裝置對(duì)每個(gè)告警事件都能觸發(fā)錄波，并提供手動(dòng)觸發(fā)錄波、定時(shí)觸發(fā)錄波和上位機(jī)觸發(fā)錄波功能。

9、本地PQDIF文件生成功能

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以PQDIF文件格式保存，記錄數(shù)據(jù)包括2h內(nèi)的故障錄波波形和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)包含裝置每1min統(tǒng)計(jì)的"最大值""最小值""平均值""均方根值""95%概率值"整2h保持的數(shù)據(jù)。記錄的故障錄波數(shù)據(jù)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)均可通過(guò)工具軟件查看。記錄1min內(nèi)"最大值""最小值""平均值""均方根值""95%概率值"生成一個(gè)記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)整2小時(shí)形成一個(gè)存儲(chǔ)文件，可通過(guò)查看軟件觀察線路變化趨勢(shì)。

10、Web功能

集成嵌入式Web Sever功能，支持不同權(quán)限等級(jí)的用戶登錄訪問(wèn)。

三、如何治理電能質(zhì)量？

電能質(zhì)量治理一般分為無(wú)功補(bǔ)償和治理諧波，下面介紹一款無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理同時(shí)具備的產(chǎn)品。

ANSVG-G-A是一款用于400V的三相三線/三相四線混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置，是一種用于補(bǔ)償無(wú)功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置。

3.1控制原理：

3.2產(chǎn)品特點(diǎn)：

1)補(bǔ)償方式靈活：補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功，濾除5、7、9、11、13次以內(nèi)的諧波；

2)可治理三相不平衡；

3)線性補(bǔ)償，響應(yīng)時(shí)間≤5ms;

4)具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過(guò)該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量信息，操作簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

5)采用進(jìn)口IGBT,功率密度大，可靠性高；

6)采用DSP高速檢測(cè)和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

7)監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過(guò)PC機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；

8)標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時(shí)提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

四、總結(jié)

治理光伏發(fā)電中的電能質(zhì)量問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏電站“安全、經(jīng)濟(jì)、綠色”運(yùn)行的多維目標(biāo)：

技術(shù)層面：保障電網(wǎng)和設(shè)備安全運(yùn)行；

經(jīng)濟(jì)層面：降低運(yùn)維成本、提高發(fā)電收益；

社會(huì)層面：推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，助力碳中和。