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摘要：目前光伏并网系统由于存在出力的间歇性、不确定性的缺点导致在利用率方面偏低。但是在实际使用中对电力系统的要求越来越高，所以能否提高光伏并网系统的质量和利用率受到了广泛的关注。本文指出了具有电能质量调节功能的光伏并网系统目前存在的问题，并对其今后的发展方向做出了展望。
关键词：电能质量；光伏并网系统
引言：由于能源短缺、环境污染日益严重，如何利用新能源改善环境质量受到了国内外的关注。光伏发电也是在其中，太阳能取之不尽用之不竭的特点成为新能源的利用热点之一。但是由于光伏发电受天气变化影响大，所以一直存在间歇性和不确定性的缺点。其利用率在实际中也特别低只有20%左右。
一、光伏并网系统中电能质量调节的实现方法
目前在实际的光伏并网能够实现电能质量调节的方法主要有三种：分别是谐波补偿、电压质量补偿、谐波与电压质量同时补偿。
1.谐波补偿
从光伏并网并网系统与APF相比较就可以知道，二者有相似之处其中包括结构、控制，只是二者向电网提供的电能不同而已。如果将二者进行统一控制，可以有效地提高系统的利用率还能有效的抑制谐波问题，而且不需要额外的投资。具有有源滤波器功能的光伏并网系统的控制结构示意图如图1所示。在图中，光伏电池阵列首先经过最大功率点跟踪电压调节控制捕捉到有功电流指令信号ip*，补偿信号提取得到无功电流iq*，最后指令信号ic*发出指令逆变器将二者合成，实现光伏并网和电能质量调节的双重目标。从上述分析可以知道谐波补偿有两个关键点：
（1）对无功电流信号和谐波补偿信号的捕捉提取；无功与谐波电流补偿信号的提取。
（2）光伏并网有功指令信号与补偿指令信号的合成。
2.电压质量补偿
另一个重要的研究方向就是利用光伏并网系统解决电压谐波、电压暂降以及电压上升的问题。利用光伏并网系统解决电压谐波、电压暂降及电压上升等问题是另一个重要的研究方向，下面对光伏并网系统调节电压质量问题的原理和控制方法进行了一个简单的总结分析。图2中是一个与电网相连的光伏并网系统逆变器等效电路。实际中与光伏并网系统相连的低压配电网往往是呈电阻性的，在电网侧加入额外的电感使得两者相连的线路主要为感性，当X> R时，R可以忽略不计。若功率角δ很小，则s i nδ≌δ
由式（ 1）、式（ 2）可以看出，功率角的大小由有功功率控制，而电压差由无功决定。文中以此为基础，利用电网电压和逆变器输出电压之间的相角差与幅值差分别控制光伏阵列实现最大功率并网与无功功率调节。
3.谐波与电压质量同时补偿
1996年Akagi 提出UPQC的概念，由一个串行有源滤波器和一个有源滤波器并联，从一个共同的直流总线组件。其中有源滤波器分支可以是电流和谐波电流不对称相位的电流问题，如调节，谐波电压滤波器有源系列，电压孔和电压增加以补偿。UPQC复合概念与光伏系统在网络中分别控制两台电压转换器的质量和持续改进。
目前在UPQC网络中的光伏系统中，并行部分负责将太阳能转换为电网的有功和无功功率和电流谐波进行调整，目前国内外测试方法和国外的这一部分以上所述的谐波补偿控制方法与上述相同的方法，或者消除了电流调节器重复的规定的谐波电流控制方法。串联部分电压恢复器（DynamicVoltageRestorerDVRconverte R）被称为高精确度要求快速识别和控制电压。排斥单相短路，特别是在国内外由于用来形成光电功率控制方法，包括提及改变过滤器部件轴的DQ的设计实际的网络控制系统电压之间的差的使用膨胀锚的方法在公园转换相对电压相电压到文档，并输入电压的方法的多样性和频率，当真空动态应力响应是缓慢的相移滤波器的影响。三层体系，多种方法可在公园DQ0被用于坐标以补偿invertornogo管理组件的直流所需电压的谐波电压跳跃获得划分基准信号，但基于减少压力相变和不考虑其他问题。在PV理论的有效电流，电压和与他人的电能质量问题相结合的系统网络计划可能使UPQC，但其结构比较复杂，两家投资者，由于待机频率所需的DVR成本增加，国内研究者可选的外部同质量补偿电压的程度，可以发生控制单元，以改善连接到转换器的基于网络系统的光伏平等，仿真结果在这两个补偿和更好和更合适的方法和谐波电压的质量，但和谐UPQC，失败压力对于包括表明，高功率的调整的情况。从可用迄今文献中，与逆变器的电压控制和基于质量的增长将改善的未来光伏发电的发展趋势。
4.实现电能质量调节时应考虑的问题
天气情况、负载情况、实际容量、调节对象、系统类型、经济成本都是制约光伏并网系统功能改善电力系统因素。
天气对光伏并网系统的输出功率影响是最大的，并存在一定的周期性在同一个地区。所以要对该地区进行一个较长时间的数据测算，以求达到最好的运行效果。
在不同的地区不同的时段接入电网的负荷情况是不同的，也会影响光伏并网系统的电能质量调节效果。
非线性负荷、冲击性负荷、不平衡负荷等不同类型的负荷也会对电能质量产生影响。所以需要采取相应的补偿和控制方法对电能质量进行调节。
由于光伏并网系统中设定的额定容量是有限的，并且有限实现有功并网，所以额定的剩余容量随着有功的变化而变化。因此并网逆变器对调节效果会由逆变器实际容量大小与负荷轻重的匹配效果有关。
最后，系统类型、经济成本等都是需要考虑的因素。
二、展望与结论
目前光伏并网的研究中还是存在着一些技术因素没有有效的解决。技术手段的不成熟一直是制约光伏并网发砖的重要因素。但是其发展前景还是比较广阔的。
1.根据实际情况的不同设计相应的合成算法。
在不同的地区不同时段采取不同的合成算法，依据太阳能有功发电、负载以及电能质量的要求来取用合适的算法，就会有更好的效果。
2.实现更多类型的电能质量调节。
频率偏差、电压波动与闪变、间谐波、三相不平衡等进行调节也是今后的个发展方向，能够不增加系统的负载程度还可以实现更多的电能质量内容。
3.应用于其他分布式发电系统。
光伏并网的电能质量调节的成功思想可以对其他的发电系统提供一些借鉴。比如风力发电。为以后的系能源利用一些经验借鉴作用。
参考文献：
[1]郭小强，贺冉，张纯江.高压大容量五电平逆变器共模电压抑制研究[J].电工技术学报，2016，31（3）：1-7.
[2]王丰，孙鹏举，FredCL，等.基于分布式最大功率跟踪的光伏系统输出特性分析[J].电工技术学报，2015，30（24）：127-134.
论文作者:韩晓勃
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：电压论文; 光伏论文; 谐波论文; 电能论文; 系统论文; 质量论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第7期论文;