隨著環保壓力不斷加大,社會對清潔能源使用的要求越來越高,光伏發電作為一種新型的清潔能源,在國內得到了廣泛應用。截至2017年底,光伏裝機容量占全國總裝機容量的7.34%,光伏發電量占全國總發電量的1.7%。然而,光伏電站給社會帶來大量清潔能源的同時,也因其本身逆變器結構給電網注入大量諧波,造成電網諧波線損的上升。
如何評估和分析光伏接入后電網諧波電流的分布問題,成為專家和學者研究的對象,研究含光伏電網的諧波源定位和路徑問題,并與同期線損系統結合應用,對于降低諧波線損具有重要意義。
目前,關于光伏諧波的研究已有大量的文獻。文獻[3]研究了大型光伏的模型和諧波特性,為后續光伏諧波模型研究提供一種良好的技術參考。文獻[4]研究了光伏參數與電網諧波不穩定之間的關系,為光伏與電網諧波影響提供了理論依據。文獻[5]使用相位補償法研究了光伏接入電網的諧波抑制問題。
上述文獻是針對電網諧波和光伏諧波之間相互作用,并未考慮諧波在電網之間傳播規律。文獻[6]應用信息熵原理研究了多諧波源定位問題,文獻[7]應用最大熵原理研究了諧波疊加問題,為電網諧波的流入和匯出問題提供了計算依據。
本文在上述文獻的研究基礎上,首先利用電網絡節點導納矩陣給出線路諧波電流和諧波源電壓或諧波源電流之間的物理關系,其次利用函數變量的概率密度函數給出線路諧波電流的概率密度函數的求解方法,再利用信息熵的定義求解了線路諧波電流信息熵和諧波源信息熵之間的聯系,最后搭建對應的仿真模型驗證了本文結論的有效性。
圖1 仿真示意圖
近幾年,電能質量監測系統在電網中越來普及,光伏接入電網電能質量呈現越來越復雜的規律,盡管光伏電站具有較好規律和穩定性等優點,但隨著光伏行業的不斷發展,光伏電站接入比例不斷提高,目前隨著接入比例不斷提供能是否能滿足電網和國標的要求,有待于進一步研究。同時,在光伏電站長期運行時,其注入電網的電能質量對運行的影響進一步顯現出來。
因此,應該加強對光伏電站接入電網后諧波轉移規律進行研究,增加相關指標監測和測量手段,及時發現問題,才能保證設備的運行安全。也只有進一步提高諧波監測水平和能力,才能預防和處理運行中的電能質量事故。