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清华大学教授姜齐荣:谁和可再生能源“相爱相

  近年来,各国政府纷纷出台政策大力发展可再生能源,然而快速崛起的背后真的一帆风顺吗?

  众所周知,我国可再生能源资源丰富,有着广阔的市场前景。良好的电能质量对于保障电力系统安全、稳定的运行具有重要意义,所以可再生能源发电带来的电能质量问题是目前最需要解决的问题。

  但是“巧合”的是可再生能源发电并网需要很多的电力电子设备,可它的特点偏偏是对电能质量十分敏感,抗干扰能力差…

  由于可再生能源发电机组的响应速度比传统的机械发电机组要快几个数量级,对电磁暂态的稳定性有着较大的影响,一旦出现故障就会造成电力电子装置的快速切机,从而导致电网功率出现不平衡。此外,可再生能源发电装置一般通过调制的方法并入电网,并网时会产生一定的谐波和直流分量。而谐波电流注入电力系统后,会引起电网电压发生畸变。同时,可再生能源发电装置接入到电力系统引起的振荡问题也非常突出,会造成电力系统继电保护装置动作,引发自动跳闸,从而影响整个电力系统的安全运行。

  针对以上这么多电能质量问题,还有解决办法让它们“相爱”下去吗?

清华大学电机工程与应用电子技术系教授姜齐荣

  清华大学电机工程与应用电子技术系教授姜齐荣认为有两个技术措施可以治理。

  政府主管部门出台相关标准,规范可再生能源的并网设备特性,对并网的相关参数提出要求,以减少谐波、电压波动等对电网的冲击。不过需要注意的是,不能因为追求过高的参数要求,而影响了可再生能源的发电效率和发电成本。

  我们可以在电网中采取一些必要的措施来治理电能质量。例如,针对功率因数、电压波动与闪变的治理技术,可以采用并联电容器组或静止无功补偿装置(DSTATCOM)。DSTATCOM是基于IGBT构成的用于配电系统的STATCOM,其特点是不会改变系统特性,不会引起谐波电流放大,不会引起谐振;无功容量与节点电压大小无关,低压特性好;动态响应速度快,特别适合抑制电压波动与闪变,节能效果明显;输出电流谐波含量小,不需外加滤波器;可以同时具有无功及低次谐波补偿功能;零输出可闭锁,仅补偿时才有损耗,总运行损耗小。此外,我们还可以采用传统的有源或无源滤波器来治理电力系统的谐波;或者尝试一下采用定制电力技术的方法来解决可再生能源的电能质量问题。

  因为可再生能源是一种清洁的、可再生的新型资源,随着可持续发展战略的推进,它的市场规模定会持续扩大。为了让它们以后只“相爱”,所以优化可再生能源发电,提高发电的电能质量,我们要做的工作还有很多很多很多…

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