含微源的典型用电负荷电能质量发射特性研究

To research the power quality emission levels and characteristics of typical load and achieve high power quality of power supply, is not only a key link in the process of comprehensively improving the reliability of distribution network, but also the technical difficulties that must be overcome during the construction of smart power grid. The topic further studies four aspects of scientific content around power quality emission levels and superposition characteristics of typical electrical equipments: 1) The research on power quality emission characteristic of typical electrical equipments; 2) The research on harmonic superposition characteristics of typical electrical equipments in parallel; 3) The research on power quality emission characteristics of typical electricity load; 4) The research on power quality limit value of standard. The expectation is to reveal the power quality emission characteristics of typical electricity load and the power quality level of utility grid, provide the basis for determining the power quality index limit, furnish optimization design for the access to typical power quality disturbance load, and supply strong theoretical support for the power quality management standard and the reasonable and efficient configuration of related equipments. This topic will promote the study of basic theory on power quality, and the results will directly make theoretical guidance for the further development and application of the strong smart grid.

开展典型用电负荷的电能质量发射水平及特性研究，实现高电能质量供电，是全面提高配电网可靠性的关键环节，是建设智能电网所必须攻克的技术难关。本课题围绕典型用电设备电能质量发射水平及叠加特性，深入研究四个方面的科学内容：1)典型用电设备电能质量发射特性研究；2）典型用电设备并联时谐波叠加特性研究；3）典型用电负荷的电能质量发射特性研究；4）电能质量标准限值适用性研究。期望揭示典型用电负荷的电能质量发射特性和公用电网电能质量水平，为确定电能质量指标限值提供依据，为典型电能质量扰动负荷的接入提供优化设计支撑，为电能质量治理标准及相关设备的合理、高效配置提供强有力理论支撑。本课题将推动电能质量基础理论研究的进步，取得的成果将直接为智能坚强电网的进一步发展和应用做出理论指导。

项目针对典型设备的电能质量发射水平及特性问题，重点聚焦集群分布式发电系统及其并联组成的可再生能源发电站，进行了以下四个方面的理论和实验研究：.（1）建立集群分布式发电系统的统一谐波谐振模型，可分析发电单元层级的阻抗交互引起的谐波谐振现象；建立可再生能源电站馈线层级、电站层级阻抗模型，可分析多层级阻抗交互引起的宽频谐波谐振现象。.（2）揭示了集群分布式发电系统发射谐波电流存在自身谐振、并联谐振、串联谐振现象；通过滤波电容电流比例反馈有源阻尼环节进行谐振抑制；可变谐振峰对应频率，随着发电单元数量增多，将向低频偏移。.（3）发现了可再生能源电站发射谐波电流存在滤波谐振带、弧形谐振带、叠加谐振带；弧形谐振带是由中高压传输线分布参数引起，造成谐波电流在传播过程中出现谐波劣化现象；通过协调阻尼方案能有效平抑电站宽频谐波谐振，提高电站并网电流质量。.（4）研发了模块化全控型逆变装置，具备有源滤波器、PWM整流器、DSTATCOM、逆变器的模块硬件共性；研发了模块化多电平电网模拟装置，可产生各类电网工况来测试电气设备的电能质量特性。.在项目执行期间发表论文11篇，其中SCI和EI收录9篇，获得国家科技进步奖创新团队奖1项及其他省部级奖励3项，获授权发明专利5项，获得软件著作权10项，培养博士后5名、博士9名，硕士23名。本课题研究取得的重要成果已推广至广东志成冠军集团，部分关键技术应用到MW级海岛与岸电特种电源系统装备中，推动了我国大功率特种电源系统的发展，并为新能源发电系统电能质量的进一步提升提供理论指导。