安科瑞 王晶淼 家Acrel-wjm

1、概述

全球可再生能源需求的激增，正驅動分布式光伏電站的快速建設與發展。然而，在其運行過程中，諸如導致企業關口計量點功率因數過低、諧波污染等問題日益凸顯。這些問題不僅制約光伏電站自身的發電效益，更會危及企業內部電網的穩定性，并顯著增加電費成本。為應對分布式光伏電站引發的電能質量挑戰，特別是諧波污染及由此導致的功率因數過低等問題，安科瑞公司推出了電能質量治理產品系列，提供針對性解決方案。

2、分布式光伏電站導致的主要電能質量問題

2.1 關口功率因數過低

企業屋頂光伏發電量較大基本能滿足企業內部負荷電能消耗量的時候，企業用電大部分電能取自光伏電站，光伏發電功率因數接近1，關口計量點只需從電網吸收少量有功電能甚至倒送電，而從電網獲取的無功需求變化不大，當內部電容補償達不到要求或者不能正確動作時，會直接造成企業關口功率因數降低而導致被考核電費造成損失。從實時功率因數計算公式（1）和功率因數考核計算公式（2）均可以看出，分布式光伏發電場景下，Q(Eq)保持不變，P(Ep)變小，功率因數也會減小。

-P為正向有功功率，即企業向電網需求有功功率；

-Qin為正向無功功率，即企業向電網需求無功功率；

-Qout為反向無功功率，即企業向電網輸送無功功率；

-Ep為考核周期內有功電量，即企業向電網需求有功電量；

-Eqin為考核周期內正向無功電量，即企業向電網需求無功電量；

-Eqout為考核周期內反向無功電量，即企業向電網輸送無功電量；

2.2 諧波污染

為保障電能質量，相關標準對光伏并網逆變器的性能有明確規定。例如，NB/T 32004-2018《光伏并網逆變器技術規范》要求：逆變器注入電網的電流總諧波畸變率不得超過5%，并對特定奇偶次諧波的畸變率設定了限值；同時，當逆變器輸出功率在額定功率的20%至50%區間時，功率因數應不低于0.95，而在輸出功率超過額定功率50%時，功率因數應不低于0.98。

然而，在采用多臺逆變器并聯運行的分布式光伏微電網中，高頻紋波干擾（屬于諧波范疇）對系統構成了隱患。關鍵在于并聯電容器組對諧波的放大效應：它們可能與系統阻抗相互作用引發諧振，導致系統電壓和電流畸變程度加劇。此外，諧波電流會疊加在電容器的基波電流上，加大其有效值電流，致使電容器溫度升高、壽命縮短，甚至造成損壞。電容器性能的劣化將進一步降低系統的功率因數。

3、安科瑞電能質量治理產品

3.1 有源電力濾波器(APF)

功能：有源電力濾波器通過動態補償諧波，改善電能質量。它可以對2~51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償，具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護和裝置過溫保護功能。應用：在光伏電站中，有源電力濾波器可以有效濾除逆變器產生的諧波，提高電能質量，保護其他設備的正常運行。安科瑞有源電力濾波器分為集中治理型(AnSin，柜式，一般集中治理，安裝在低壓進線處)和就地治理型(AnAPF或AnSVG-G-A，壁掛式，用于治理某個特定回路)，搭配使用治理效果更好。

3.2 靜止無功發生器(SVG)

功能：靜止無功發生器通過使用全控型電力電子器件（如IGBT），實時檢測電網電壓的變化，并根據需要快速產生或吸收無功功率，實現無功功率的快速補償和調節，確保功率因數穩定。應用：在光伏電站中，SVG可以提供快速且準確的無功功率補償，提高系統的功率因數，可在原有常規電容補償柜基礎上增加SVG，達到更加快速平穩的無功補償控制。安科瑞SVG產品分為集中治理型(AnCOS，柜式，集中補償柜，一般安裝在低壓進線處，位于有源濾波柜之前)和就地治理型(AnSVG或AnSVG-G-A，壁掛式，用于治理某個特定回路)。

3.3 電能質量在線監測裝置(APView500)

功能：電能質量在線監測裝置APView500實時監測實時監測電網電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波畸變、電壓暫升/暫降/短時中斷、電壓電流瞬態監測等電能質量，記錄各類電能質量事件。應用：在光伏電站中，APView500可以實時監測系統的電能質量，幫助管理人員及時發現并處理電能質量問題，確保系統的穩定運行，一般安裝于并網點或需要監測的回路。

以上設備均可接入AcrelEMS企業微電網能效管理系統，實現對企業微電網的實時監測、智能預測、動態調控和實時預警，確保企業電網安全、低碳運行。

審核編輯 黃宇