電能質(zhì)量治理產(chǎn)品和技術(shù)方面的未來發(fā)展趨勢
2021.12.26
電能質(zhì)量治理的核心是能夠?qū)λ?yīng)的電力進行控制、變換，為用戶或負荷提供質(zhì)量合格、性能穩(wěn)定、符合要求的電力，其中無功補償與諧波抑制技術(shù)是電能質(zhì)量治理的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
隨著各種變頻器、換流器、整流裝置在負荷側(cè)的大量使用，電網(wǎng)中存在著大量波動負荷和非線性負荷。電力電子裝置開始成為完成這種控制和變換的關(guān)鍵，基于全控的 IGBT 器件的靜止無功發(fā)生器（SVG）和有源電力濾波器（APF）成為電能質(zhì)量治理技術(shù)發(fā)展的主要方向。近年來，電力電子裝置逐漸向高頻化、高功率密度及低損耗的方向發(fā)展。新的拓撲結(jié)構(gòu)、控制方法層出不窮。多電平結(jié)構(gòu)的 SVG、APF 開關(guān)損耗小、等效輸出高頻紋波小、輸出濾波設(shè)計簡單，可大大提高裝置的功率密度，逐漸成為設(shè)計的主流。
提高功率因數(shù)已不是 SVG 的功能，簡單的諧波抑制和不平衡補償功能也能由 SVG 實現(xiàn)。有源濾波器的分次補償功能可充分利用有源濾波器的容量，但同時也需要大量的計算， 此時FPGA芯片顯示出其并行處理的強大功能。 同時，基于硬件邏輯門電路設(shè)計的 FPGA 芯片更加穩(wěn)定可靠，運行更安全。考慮到現(xiàn)場的可維修性和工程配置的靈活組合， 模塊化的有源補償或濾波產(chǎn)品得到了廣泛認可。但多模塊并聯(lián)時，每個模塊的輸出濾波支路也并聯(lián)運行，增大了和系統(tǒng)阻抗諧振的可能性，穩(wěn)定運行能力減弱。
隨著電力系統(tǒng)的改變，特別是分布式電源高密度地接入電網(wǎng)，對電能質(zhì)量治理技術(shù)產(chǎn)生以下新的需求：負荷側(cè)同時也是電源側(cè)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜性和分布式電源的不確定性， 使供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量惡化， 其中有功不平衡引起的電壓穩(wěn)定、低頻振蕩、損耗增大問題尤為嚴重。而解決上述問題關(guān)鍵技術(shù)是儲能技術(shù)和有功補償技術(shù)，這是電能質(zhì)量治理領(lǐng)域的未來發(fā)展方向之一。
有功控制技術(shù)是電能質(zhì)量治理的關(guān)鍵技術(shù)之一， 儲能發(fā)電是實現(xiàn)有功控制的主要手段。在分布式電源接入電網(wǎng)和負荷終端對有功控制的需求、儲能技術(shù)進步促使成本降低，以及產(chǎn)業(yè)政策支持的驅(qū)動之下，儲能發(fā)電產(chǎn)業(yè)已開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢。在未來的幾年內(nèi)，儲能電產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模將在每年數(shù)百億元左右，意味著有功控制技術(shù)將成為電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)重要的支撐技術(shù)之一。
隨著新一輪電改政策的推動，以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，需求側(cè)能管理愈發(fā)受到政府、 企業(yè)的重視， 區(qū)域供配電網(wǎng)絡(luò)會進一步整合各種供用電設(shè)備，實現(xiàn)智能互聯(lián)、信息互通，大量用電企業(yè)會依托云數(shù)據(jù)平臺和智能設(shè)備，開展第三方運維和托管，將出現(xiàn)集能源供應(yīng)、能源管控、能源調(diào)度、能源使用一體化的新型工商業(yè)企業(yè)集群，導致智能化、定制化柔性電力技術(shù)迅猛發(fā)展。
隨著各種變頻器、換流器、整流裝置在負荷側(cè)的大量使用，電網(wǎng)中存在著大量波動負荷和非線性負荷。電力電子裝置開始成為完成這種控制和變換的關(guān)鍵，基于全控的 IGBT 器件的靜止無功發(fā)生器（SVG）和有源電力濾波器（APF）成為電能質(zhì)量治理技術(shù)發(fā)展的主要方向。近年來，電力電子裝置逐漸向高頻化、高功率密度及低損耗的方向發(fā)展。新的拓撲結(jié)構(gòu)、控制方法層出不窮。多電平結(jié)構(gòu)的 SVG、APF 開關(guān)損耗小、等效輸出高頻紋波小、輸出濾波設(shè)計簡單，可大大提高裝置的功率密度，逐漸成為設(shè)計的主流。
提高功率因數(shù)已不是 SVG 的功能，簡單的諧波抑制和不平衡補償功能也能由 SVG 實現(xiàn)。有源濾波器的分次補償功能可充分利用有源濾波器的容量，但同時也需要大量的計算， 此時FPGA芯片顯示出其并行處理的強大功能。 同時，基于硬件邏輯門電路設(shè)計的 FPGA 芯片更加穩(wěn)定可靠，運行更安全。考慮到現(xiàn)場的可維修性和工程配置的靈活組合， 模塊化的有源補償或濾波產(chǎn)品得到了廣泛認可。但多模塊并聯(lián)時，每個模塊的輸出濾波支路也并聯(lián)運行，增大了和系統(tǒng)阻抗諧振的可能性，穩(wěn)定運行能力減弱。
隨著電力系統(tǒng)的改變，特別是分布式電源高密度地接入電網(wǎng)，對電能質(zhì)量治理技術(shù)產(chǎn)生以下新的需求：負荷側(cè)同時也是電源側(cè)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜性和分布式電源的不確定性， 使供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量惡化， 其中有功不平衡引起的電壓穩(wěn)定、低頻振蕩、損耗增大問題尤為嚴重。而解決上述問題關(guān)鍵技術(shù)是儲能技術(shù)和有功補償技術(shù)，這是電能質(zhì)量治理領(lǐng)域的未來發(fā)展方向之一。
有功控制技術(shù)是電能質(zhì)量治理的關(guān)鍵技術(shù)之一， 儲能發(fā)電是實現(xiàn)有功控制的主要手段。在分布式電源接入電網(wǎng)和負荷終端對有功控制的需求、儲能技術(shù)進步促使成本降低，以及產(chǎn)業(yè)政策支持的驅(qū)動之下，儲能發(fā)電產(chǎn)業(yè)已開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢。在未來的幾年內(nèi)，儲能電產(chǎn)業(yè)價值規(guī)模將在每年數(shù)百億元左右，意味著有功控制技術(shù)將成為電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)重要的支撐技術(shù)之一。
隨著新一輪電改政策的推動，以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，需求側(cè)能管理愈發(fā)受到政府、 企業(yè)的重視， 區(qū)域供配電網(wǎng)絡(luò)會進一步整合各種供用電設(shè)備，實現(xiàn)智能互聯(lián)、信息互通，大量用電企業(yè)會依托云數(shù)據(jù)平臺和智能設(shè)備，開展第三方運維和托管，將出現(xiàn)集能源供應(yīng)、能源管控、能源調(diào)度、能源使用一體化的新型工商業(yè)企業(yè)集群，導致智能化、定制化柔性電力技術(shù)迅猛發(fā)展。
