随着电力电子产品应用的增加以及产业升级的需要，电能质量问题越来越重要，不仅在传统的冶金、化工等产业，在风力发电和太阳能发电等较新的产业领域，相关产品的需求逐渐增加。快速发展的新能源行业，将成为电能质量治理设备发展的重点领域。

   

风电

、太阳能发电与电能质量问题

    电能质量治理产业研究报告分析显示，由于风速的随机变化特性以及风电机组本身的一些固有特性的影响，如塔影效应、风剪切等，使得风电场的输出功率随着这些特性和影响发生变化，从而引起电压波动和闪变现象。此外，变速恒频风力发电机采用了换流装置，运行时将产生较大的谐波电流，对电网和风电系统产生一系列不利影响。

    光伏发电能量的传递和转换都是建立在电力电子技术的基础上，大规模的光伏电源并网使得大量的电力电子转换器引入到电力系统中，随着电力电子技术的广泛应用和发展，大量的非线性负载也加入到了供电系统中，因此，大规模光伏发电的引入会对电力系统造成严重的污染，产生更为严重的电能质量问题。现在较为常见的电能质量问题有：电压波动和闪变、三相不平衡、谐波污染、无功功率不平衡等。另外，大规模光伏并网发电引起的微网环流和孤岛效应将在电网中引入新的电能质量问题，严重危害电力系统的安全性和稳定性。

    风电、太阳能发电领域电能质量治理产品需求分析

    （一）风电行业对电能治理产品的需求

    在风力发电行业中，由于风力发电的不确定性，接入电网前需要变频装置进行转换，这时需要电力滤波装置来消除变频设备产生的谐波。风电场通过加装SVC装置能够有效解决接入电网时产生的功率因数、电压调节以及谐波等问题，动态调整无功功率、电压等影响风电场安全运行的因素，保障电网的稳定运行。由于SVC的技术经济优势已在众多行业得到了大量的应用和验证，而且运行效果非常理想，因此其在风力发电行业的应用前景非常广阔。

    根据规划，到2020年我国风电总装机容量将超过2亿千瓦，2012年我国风电装机为75324MW，这意味着2013～2020年8年中，平均每年要新增装机1550万千瓦，目前风电所需无功补偿的容量约占装机容量的20%～30%，以平均为25%计算，每年风电机组所需的SVC装置大概在387万千乏左右。以单位价格150元/千乏计算，风电站建设方面每年市场容量大概5.81亿元左右。

    （二）光伏发电对电能质量治理产品的需求

    按照我国能源发展“十二五”规划，到2015年，太阳能发电装机达到2100万千瓦，其中光伏电站装机1000万千瓦，太阳能热发电装机100万千瓦，并网和离网的分布式光伏发电系统安装容量达到1000万千瓦。

    据数据统计，2012年我国太阳能新增装机容量191MW，累计装机容量达到701 MW，按照这个数据进行分析，2013～2015年我国每年新增的太阳能并网发电装机容量将达到224万千瓦，目前光伏所需无功补偿的容量约占装机容量的10%左右进行计算，每年光伏发电组件所需的SVC装置大概在22.4万千乏左右。以单位价格150元/千乏计算，仅并网光伏电站建设无功补偿方面每年市场容量大概3.36亿元左右。若加上离网分布式风光互补以及光热电站的无功补偿以及谐波治理等电能质量治理市场规模，估计我国光伏电站每年的电能质量治理市场规模将在5亿元左右。

    分布式发电方兴未艾 多举措提升电能质量

    按照国家能源局规划，2020年我国分布式电源规划总装机容量将达到约2.1 亿千瓦（接入110 千伏及以下电压等级），占全国总装机的12.4%。分布式电源正处于快速发展阶段。而大量分布式电源接入对配电网规划建设、 电网的安全性、继电保护、供电可靠性、电能质量等都会带来影响，因此对分布式发电引起的电能质量问题，一定要重点关注。

    由于分布式电源具有随机性，会带来电压波动及电压偏差问题，而单相分布式电源并网时，各相分布的电源容量不对称，还会引起三相不平衡。此外，分布式电源通过电力电子逆变器并网，还很容易产生谐波、间谐波、直流分量等问题。

    对于分布式电源引起的电能质量问题，主要可以通过规划设计、逆变器控制以及微电网技术来解决。

    首先是规划设计。应根据分布式电源的电能质量问题产生机理、叠加机制，合理选择安装位置和安装容量、确定控制方法和节点类型。而最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件，要优先采用低电压等级接入。分布式电源启停、波动对并网点的冲击较大，为保证电源起停、波动对系统供电电压的影响在规定的电压偏差范围之内，电源并网点的系统短路电流与电源额定电流之比不宜低于10，若低于该比值，需进行专题论证。

    二是优化逆变器控制和设计，提高本体电能质量。将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性，通过虚拟阻抗技术对逆变器电源特性的改变，应对电压调整，弥补传统逆变器输出无功引起的输出电压幅值跌落。

    最后，微电网将地域上相对集中的分布式电源集中起来，使配网不必直接面对数量众多的分散能源，配合储能技术和顶层控制的设计，可大大提高分布式电源的能源利用率和供电质量。通过对运行参数的精确控制，将分布式电源存在的诸多问题归集到小系统内，配合对储能的高效利用，可实现并网平滑切换和对供电质量的提升。