分布式电源并网对电能质量的影响——谐波问题

在复杂的周期性振荡中，包含基波和谐波。和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波(比如中国家庭用电220伏、50赫兹的正弦震荡即为基波)，相应于这个周期的频率称为基本频率。频率等于基本频率的整倍数的正弦波分量称为谐波。

谐波会对公用电网造成危害：使电网中元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用效率;在中性线上叠加出电流，使中性线发热甚至发生火灾;引起电网中局部的并联谐振和串谐振，从而使谐波放大，上述危害进一步加大;使继保设备误动作，测量设备失准等。此外，还会对通信、电子类设备产生干扰。

分布式电源是谐波源，在正常运行时，所采用的一些电力电子设备会产生一系列的谐波分量。分布式电源并网导致大量的电力电子转换器应用到系统中，例如太阳能光伏电池、燃料电池等并网时需通过逆变器接入交流电网;微型燃气轮机的输出是高频电压，风电机组的输出电压频率与风力机的转速有关，这些分布式电源并网往往都要经过变流器。这些变流器是通过电力电子器件的频繁开通和关断来实现电力变换功能的，其输入输出关系具有明显的非线性特征。

开关器件频繁的开通和关断容易产生一系列的请波分量，对电网造成谐波污染。其中开关频率附近的谐波分量幅度较大，是优先需要重视的谐波分量。另外，在分布式电源的特殊运行情况下，例如三相不平衡、直流偏磁等非理想情况，也会造成谐波增加。

与传统电网谐波相比，分布式电源由于数量众多，不同谐波源产生谐波不同，并且新能源接入使用的换流器的开关频率更高，使谐波本身的产生机理、传播特性更加复杂，更易引发谐波谐振以及稳定性问题。

其次，分布式电源接入电网，其参数具有较强的波动性与随机性，产生的谐波使电网参数随时变化，谐波分析噪声干扰大。并且，分布式电源离负荷近，产生的谐波对附近负荷供电质量影响更明显。由于接入配电网电压等级低，阻抗标幺值相对大，谐波电流产生的情况下，线路两端的谐波电压更明显。

以上原因就使得分布式电源的接入对电网的谐波带来了不可忽视且复杂的影响。分布式新能源并网在带来谐波问题的同时，若能合理接入，则能与电网背景谐波相互抵消、使网络参数相互匹配，降低电网的谐波水平和谐波谐振发生的几率。