隨著太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源以分布式發(fā)電、微電網(wǎng)、中小型電站(含儲能電站、電動汽車充電站)等形式大量接入配電網(wǎng),使得新形勢下的智能電網(wǎng)面臨諸多新問題。圖1描述了智能電網(wǎng)架構(gòu)下的電能質(zhì)量控制結(jié)構(gòu),其主要由分布式發(fā)電、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用電負荷、電能質(zhì)量補償器等構(gòu)成。一方面,作為新能源接入的核心動力,電力電子變換裝備的大量接入,使得輸配電網(wǎng)的電能質(zhì)量呈現(xiàn)新特征、新問題,亟待解決;另一方面,用電側(cè)負荷的多樣性、非線性、沖擊性等日益加劇,電能高效利用迫在眉睫,這些新問題給電能質(zhì)量控制技術(shù)帶來了機遇與挑戰(zhàn)。作為智能電網(wǎng)的核心,微電網(wǎng)是耦合了多種能源的非線性復(fù)雜系統(tǒng),其內(nèi)部的分布式電源具有間歇性、復(fù)雜性、多樣性、不穩(wěn)定性等特點,其電能質(zhì)量呈現(xiàn)的新問題與新特征日益突出。因此,為保證微電網(wǎng)接入情況下配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,亟需研究和解決的關(guān)鍵問題之一就是電能質(zhì)量問題。
1、電能質(zhì)量補償器的分類
電能質(zhì)量補償控制技術(shù)可分為主動控制技術(shù)和被動治理技術(shù)。圖2針對不同的電能質(zhì)量問題,對相應(yīng)的補償裝置進行分類介紹。被動治理技術(shù)是通過并接或串接額外的電力電子補償器來抑制或治理諸如諧波、無功、三相不平衡等電能質(zhì)量問題,補償裝置主要包括無源電力濾波器(PPF)、有源電力濾波器(APF)、混合型有源電力濾波器(HAPF)、無功補償器、動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)器(UPQC)等。其中,基于模塊化多電平變換器(MMC)的電能質(zhì)量補償器因其低壓模塊化串級結(jié)構(gòu),正成為中高壓電能質(zhì)量治理技術(shù)的研究熱點與未來趨勢。而主動控制技術(shù)是用電設(shè)備或分布式電源通過改變自身的輸入或輸出阻抗特性來兼顧電能質(zhì)量治理功能。電能質(zhì)量主動控制技術(shù)不僅可提升電能利用率,還能在無需增加額外的補償器的情況下,改善系統(tǒng)整體的電能質(zhì)量。