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江苏海宏电力工程顾问股份有限公司 江苏 无锡 214028
【摘 要】随着光伏产业的迅速发展，光伏发电在电力网络系统中的占有率不断增加。受光伏发电原理的影响，光伏发电的输出功率在全天运营中具有一定的波动性，导致光伏系统并网出现一系列电能质量的问题，这些都要求我们加强实时监控，提高并网光伏的电能质量。
【关键词】并网光伏；电能质量；分析
太阳能光伏发电是我国对可再生能源的有效利用，能够改善我国能源配置结构，实现绿色环保，是电力系统未来发展的方向。光伏发电受天气的不确定性因素影响，其输出功率常常是波动的，影响电网的电能质量。因此，光伏电能的质量控制、电网的安全可靠，是确保光伏发电系统稳定发展的关键指标。
一、并网光伏发电的特点
光伏发电系统通常分为两大类：独立光伏发电系统和光伏并网发电系统。与传统的能源发电形式不同，光伏发电是使用最大功率点进行跟踪控制，其输出功率不是定值，随着太阳的辐射度、环境的温差、时间、气象等多种因素的变动而变化，其较大的波动性给光伏系统带来一系列的电能质量问题。同时，光伏发电系统利用光伏组件将能量转换为直流电时，依靠逆变器将直流电转换为交流电，再并入电网，又会产生一些谐波和电能分量，都会影响电能质量，对用户的电力设备造成伤害，产生经济损失。因此，并网光伏电站的电能质量问题不容忽视，应加强电站接入点的电能质量的长期监测，全面科学地进行评估，进一步改善并网光伏电站对电网的影响。
二、光伏电站电能质量的标准和影响因素
与发达国家相比，我国的光伏产业开展较晚，关于光伏入网的标准制定相对比较少，目前主要依据是国家电网公司的企业标准《光伏电站接入电网技术规定》，该标准明确制定了光伏电站开网时谐波、电压波动、闪变、直流分量等电能质量的指标值，成为我国光伏领域的执行标准。同时，对电能质量标准内容和限值设定提出了主要的参考意见，为光伏电站制定电网技术、进行电网入网测试等提供了技术依据，有效地避免了在大规模光伏并网发电时出现严重的问题。
光伏电站在常规接入设计时，通常会考虑接入点的短路容量大小；光伏发电的技术特点决定了光伏电站的特性，不会产生电网的频率偏差、电压的突然升降或三相电压不平衡等现象，光伏电源在接入电网时对电能质量的评估主要体现在电压偏差、电压波动和谐波等几个方面。光伏电站发电系统的容量大小和安装方法以及出力的程度影响着系统的电压波动和谐波两个因素，而电站使用的逆变器、控制方式、电站所处位置及线路参数等也是光伏电站电能质量的影响因素。
三、并网光伏电站电能质量的参数分析
1.电压波动和闪变。电压波动是指电压的一系列变动产生的电压偏差。电压波动值的计算方法是相邻的两个电压值均方根的最大值和最小值之间的差，通常以百分数的形式表示。闪变是人眼对电压波动的观感，在电压幅度和频度发生飞快变化时，会引起明显的闪变。光伏发电的功率变化主要是受光照强度的影响，即使在恶劣的气候条件下，也不会出现闪变现象。
2.谐波。谐波是周期出现的电气量的正弦分量，是基波频率的整数倍。谐波分量的数值大小，常用谐波的均方根值和基波的均方根值的百分比来表示。光伏电站的可接入谐波与接入点的短路容量、线路参数及电网背景谐波有关。故在做光伏电站的谐波评估时，应使光伏逆变器产生的最大谐波电流值作为实验测试数据，再参照接入点的谐波数据，来计算电站的谐波能否达到规定的限值。
3.电压偏差。电压偏差是指光伏电站供电系统正常运行时，某一时刻的实际电压值和系统的标准电压值的差与系统标准电压的百分比，称作该时刻的电压偏差。表达式为
四、并网光伏电站电能质量的技术提高
并网光伏电站的电能质量影响着光伏发电系统的发展和应用，应采用必要措施提高光伏电站的电能质量。一方面可以采用电能质量的实时监控系统，对影响电能质量的各项指标进行有效的监测，通过科技软件模块和数据库技术的采用，实现数据资料的存储和信息的远程发布，监控中心可以利用网络实现数据查看和和资料信息共享，同时对光伏电站的系统进行验证；另一方面，采用电能质量对比测试技术，比较实验室内逆变器测试数据和现场光伏系统电能质量测试数据，分析结果的差异原因，对存在的电气环境、运行状态、测点的差异等不同因素去比较，针对谐波、电流注入、直流分量等电能指标的影响去分析，判定光伏系统电能的变化，从而促进光伏发电技术的改进和提高，实现光伏入网电能质量的稳定安全。
五、结语
并网光伏发电作为绿色环保资源，肩负着改变能源结构，提供优质电能的重要使命，应提高我们的科技力量和科研水平，确保电网电能的质量达标，实现优质供应，为未来大规模光伏发电的运行使用做切实的努力和奋斗。
参考文献：
[1]王博，黄鸣宇，栗磊，梁亚波，刘海涛，董颖华.并网光伏发电电能质量测试与分析[J].低压电器，2013，02：33-37.
[2]杜金其，周林.并网光伏电站电能质量实时监测系统[J].仪表技术与传感器，2013，05：106-110.
[3]张其林，袁磊，赵永标，汤志谦.基于GAHP的并网光伏电站电能质量评估[J].计算机工程与科学，2012，10：182-186.
[4]姜桂秀，黄磊，舒杰，吴志锋.分布式光伏电站接入电网电能质量评估计算[J].新能源进展，2013，02：145-149.
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安装、检修平台间楼板一般结构采用梁板结构，楼梯间、电梯间采用混凝土墙结构。当竖井结构不高，工期不作控制条件时，采用现浇楼板结构还比较合适。结构简单，耐久性、安全性较好。如图6所示。
图6 现浇结构示意图 图7 预制结构示意图
当竖井结构较高，工期比较紧，竖井井壁及井内隔墙混凝土采用整体滑模施工，楼梯踏步及板、梁结构采用场外先预制、后安装的施工方式，也在向家坝、溧阳等工程得到运用。采用该方式有以下明显的优点：①滑模施工可最大限度地减少了混凝土施工缝，保证混凝土浇筑的连续性、整体性，能提高混凝土的施工质量；②滑模施工减少了施工工序，能提高施工进度及功效；③楼梯踏步及板、梁结构采用先预制、后安装方式可大大缩短施工工期。
但采用滑模、预制件结构方式，楼梯踏步及板、梁结构需通过吊装固定和连接在与竖井井壁、井内隔墙壁内预埋的钢板焊接的钢牛腿结构上，如见下图所示。采用该方式尽管有以上优点，但楼梯踏步及板、梁结构吊装、焊接量大，连接件防锈处理要求较高，运行期需经常进行维护、保养。因此，从结构的耐久性及安全性来看，不及现浇结构好。如图7所示。溧阳工程由于竖井地质条件差导致施工工期较紧，因此内部结构设计采用预制结构。
4结论与建议
通过对溧阳工程高压竖井设计的实施效果来看。可以得出如下的几条结论和建议。
（1）溧阳工程竖井尽管地质条件十分差，但在施工过程中未出现塌方现象。因此，对围岩地质条件较差的竖井体型采用圓型结构是合适的，对围岩稳定有利。
（2）高压电缆竖井内部结构采用现浇结构和预制结构都是可行的，各有优缺点。溧阳工程为加快电缆竖井的工期采用预制结构的型式从实施效果来看达到了预期的目的。
（3）溧阳高压电缆竖井设计从断面体型、支护参数及结构设计等方面进行对比分析研究，为今后其它工程电缆竖井设计提供较好的参考与借鉴作用。
参考文献：
[1]董鑫，巨克成，吴恒辉.泰安抽水蓄能电站工程220KV出线竖井混凝土施工.青海水力发电，2005，31（3）：66～69.
[2]何满潮，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[M].北京：科技出版社，2004.
【摘 要】随着光伏产业的迅速发展，光伏发电在电力网络系统中的占有率不断增加。受光伏发电原理的影响，光伏发电的输出功率在全天运营中具有一定的波动性，导致光伏系统并网出现一系列电能质量的问题，这些都要求我们加强实时监控，提高并网光伏的电能质量。
【关键词】并网光伏；电能质量；分析
太阳能光伏发电是我国对可再生能源的有效利用，能够改善我国能源配置结构，实现绿色环保，是电力系统未来发展的方向。光伏发电受天气的不确定性因素影响，其输出功率常常是波动的，影响电网的电能质量。因此，光伏电能的质量控制、电网的安全可靠，是确保光伏发电系统稳定发展的关键指标。
一、并网光伏发电的特点
光伏发电系统通常分为两大类：独立光伏发电系统和光伏并网发电系统。与传统的能源发电形式不同，光伏发电是使用最大功率点进行跟踪控制，其输出功率不是定值，随着太阳的辐射度、环境的温差、时间、气象等多种因素的变动而变化，其较大的波动性给光伏系统带来一系列的电能质量问题。同时，光伏发电系统利用光伏组件将能量转换为直流电时，依靠逆变器将直流电转换为交流电，再并入电网，又会产生一些谐波和电能分量，都会影响电能质量，对用户的电力设备造成伤害，产生经济损失。因此，并网光伏电站的电能质量问题不容忽视，应加强电站接入点的电能质量的长期监测，全面科学地进行评估，进一步改善并网光伏电站对电网的影响。
二、光伏电站电能质量的标准和影响因素
与发达国家相比，我国的光伏产业开展较晚，关于光伏入网的标准制定相对比较少，目前主要依据是国家电网公司的企业标准《光伏电站接入电网技术规定》，该标准明确制定了光伏电站开网时谐波、电压波动、闪变、直流分量等电能质量的指标值，成为我国光伏领域的执行标准。同时，对电能质量标准内容和限值设定提出了主要的参考意见，为光伏电站制定电网技术、进行电网入网测试等提供了技术依据，有效地避免了在大规模光伏并网发电时出现严重的问题。
光伏电站在常规接入设计时，通常会考虑接入点的短路容量大小；光伏发电的技术特点决定了光伏电站的特性，不会产生电网的频率偏差、电压的突然升降或三相电压不平衡等现象，光伏电源在接入电网时对电能质量的评估主要体现在电压偏差、电压波动和谐波等几个方面。光伏电站发电系统的容量大小和安装方法以及出力的程度影响着系统的电压波动和谐波两个因素，而电站使用的逆变器、控制方式、电站所处位置及线路参数等也是光伏电站电能质量的影响因素。
三、并网光伏电站电能质量的参数分析
1.电压波动和闪变。电压波动是指电压的一系列变动产生的电压偏差。电压波动值的计算方法是相邻的两个电压值均方根的最大值和最小值之间的差，通常以百分数的形式表示。闪变是人眼对电压波动的观感，在电压幅度和频度发生飞快变化时，会引起明显的闪变。光伏发电的功率变化主要是受光照强度的影响，即使在恶劣的气候条件下，也不会出现闪变现象。
2.谐波。谐波是周期出现的电气量的正弦分量，是基波频率的整数倍。谐波分量的数值大小，常用谐波的均方根值和基波的均方根值的百分比来表示。光伏电站的可接入谐波与接入点的短路容量、线路参数及电网背景谐波有关。故在做光伏电站的谐波评估时，应使光伏逆变器产生的最大谐波电流值作为实验测试数据，再参照接入点的谐波数据，来计算电站的谐波能否达到规定的限值。
3.电压偏差。电压偏差是指光伏电站供电系统正常运行时，某一时刻的实际电压值和系统的标准电压值的差与系统标准电压的百分比，称作该时刻的电压偏差。表达式为
四、并网光伏电站电能质量的技术提高
并网光伏电站的电能质量影响着光伏发电系统的发展和应用，应采用必要措施提高光伏电站的电能质量。一方面可以采用电能质量的实时监控系统，对影响电能质量的各项指标进行有效的监测，通过科技软件模块和数据库技术的采用，实现数据资料的存储和信息的远程发布，监控中心可以利用网络实现数据查看和和资料信息共享，同时对光伏电站的系统进行验证；另一方面，采用电能质量对比测试技术，比较实验室内逆变器测试数据和现场光伏系统电能质量测试数据，分析结果的差异原因，对存在的电气环境、运行状态、测点的差异等不同因素去比较，针对谐波、电流注入、直流分量等电能指标的影响去分析，判定光伏系统电能的变化，从而促进光伏发电技术的改进和提高，实现光伏入网电能质量的稳定安全。
五、结语
并网光伏发电作为绿色环保资源，肩负着改变能源结构，提供优质电能的重要使命，应提高我们的科技力量和科研水平，确保电网电能的质量达标，实现优质供应，为未来大规模光伏发电的运行使用做切实的努力和奋斗。
参考文献：
[1]王博，黄鸣宇，栗磊，梁亚波，刘海涛，董颖华.并网光伏发电电能质量测试与分析[J].低压电器，2013，02：33-37.
[2]杜金其，周林.并网光伏电站电能质量实时监测系统[J].仪表技术与传感器，2013，05：106-110.
[3]张其林，袁磊，赵永标，汤志谦.基于GAHP的并网光伏电站电能质量评估[J].计算机工程与科学，2012，10：182-186.
[4]姜桂秀，黄磊，舒杰，吴志锋.分布式光伏电站接入电网电能质量评估计算[J].新能源进展，2013，02：145-149.
（上接第117页）
安装、检修平台间楼板一般结构采用梁板结构，楼梯间、电梯间采用混凝土墙结构。当竖井结构不高，工期不作控制条件时，采用现浇楼板结构还比较合适。结构简单，耐久性、安全性较好。如图6所示。
图6 现浇结构示意图 图7 预制结构示意图
当竖井结构较高，工期比较紧，竖井井壁及井内隔墙混凝土采用整体滑模施工，楼梯踏步及板、梁结构采用场外先预制、后安装的施工方式，也在向家坝、溧阳等工程得到运用。采用该方式有以下明显的优点：①滑模施工可最大限度地减少了混凝土施工缝，保证混凝土浇筑的连续性、整体性，能提高混凝土的施工质量；②滑模施工减少了施工工序，能提高施工进度及功效；③楼梯踏步及板、梁结构采用先预制、后安装方式可大大缩短施工工期。
但采用滑模、预制件结构方式，楼梯踏步及板、梁结构需通过吊装固定和连接在与竖井井壁、井内隔墙壁内预埋的钢板焊接的钢牛腿结构上，如见下图所示。采用该方式尽管有以上优点，但楼梯踏步及板、梁结构吊装、焊接量大，连接件防锈处理要求较高，运行期需经常进行维护、保养。因此，从结构的耐久性及安全性来看，不及现浇结构好。如图7所示。溧阳工程由于竖井地质条件差导致施工工期较紧，因此内部结构设计采用预制结构。
4结论与建议
通过对溧阳工程高压竖井设计的实施效果来看。可以得出如下的几条结论和建议。
（1）溧阳工程竖井尽管地质条件十分差，但在施工过程中未出现塌方现象。因此，对围岩地质条件较差的竖井体型采用圓型结构是合适的，对围岩稳定有利。
（2）高压电缆竖井内部结构采用现浇结构和预制结构都是可行的，各有优缺点。溧阳工程为加快电缆竖井的工期采用预制结构的型式从实施效果来看达到了预期的目的。
（3）溧阳高压电缆竖井设计从断面体型、支护参数及结构设计等方面进行对比分析研究，为今后其它工程电缆竖井设计提供较好的参考与借鉴作用。
参考文献：
[1]董鑫，巨克成，吴恒辉.泰安抽水蓄能电站工程220KV出线竖井混凝土施工.青海水力发电，2005，31（3）：66～69.
[2]何满潮，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[M].北京：科技出版社，2004.