法国电网电能质量承诺和电能质量评估

法国电网电能质量承诺和电能质量评估

杨显军

（法国电力公司研究与开发部，92141 卡拉马特，法国）

摘要：介绍法国电网的电能质量承诺，包括输电运营商（TSO）的质量承诺和配电运营商（DSO）的质量承诺。TSO和DSO在作出电能质量承诺的同时，还利用入网规则以协议的方式来考虑和限制每个用户的负荷和分布式电源对电能质量的影响。这些协议的实施表明，只有遵守承诺，加上电网运营商与用户双方共同作出努力，才能获得全面良好的电能质量。对于电网扰动评估，建议使用基波潮流计算与多相谐波注入相结合的方法。这个方法利用很短的计算时间就能对非线性负荷建模情形给出可接受的结果。所提议的频域方法的要点在于，将每个谐波源逐一地同时作为扰动源和受扰者来观察，以便计及扰动源之间的相互作用。研发了一个即插即用的HVDC组件并将其用在文章最后部分实例研究中。

关键词：电能质量承诺；频域建模；谐波；电力电子设备；高压直流（HVDC）

1 电能质量承诺

1.1 电能质量协议和承诺

EN50160标准*给出了正常运行条件下公用低压和中压配电系统中公共连接点（PCC）的主要电压参数及其允许的偏差范围。

在法国，基于EN50160和法国前电能质量协议Emeraude，两个新的电网电能输送协议已经在电网运营商和用户间使用：CART用于输电用户，CARD用于配电用户，见图1。这些协议对电网运营商和用户扰动发射水平都规定了电能质量承诺。

图1 CARD和CART中的电能质量承诺

* EN50160：V oltage Characteristics of Electricity Supplied in Public Distribution Systems, 即《公用配电系统中供电电压特性》，是欧洲标准——译者

电网电能输送协议中涉及谐波、不平衡、闪变、中断和电压暂降等扰动。在这些扰动中，电能质量承诺仅考虑中断的次数，其他参数只作为指示值。

1.2 输电运营商（TSO）的电能质量承诺

对于以下指标，法国输电运营商和用户间有标准和个性化协议承诺：

1）长期中断（每年1次，每3年2次，每3年1次）；

2）短期中断（每年1～5次，每3年1～2次）；

3）电压暂降（每年3～5次，可选）；

4）电压有效值（±8%）；

5）频率（±1%）；

6）电压不平衡（<2%）；

7）谐波；

8）快速电压波动，闪变（P lt<1）。

表1给出了输电电源电压的谐波限值。对于单次谐波电压（谐波次数h≤25）和总谐波畸变率（THD，谐波次数h≤40），这些限值是用10分钟测量值的平均值，历时100%时间。对于接入输电网的用户，电流谐波发射水平也要限制，如表2所示，这些限值是相对于协议中额定电流的百分数。

表1 输电电压谐波承诺

奇次

非3的倍数 3的倍数

偶次

h HRU

lim /% h HRU lim/% h HRU lim/%

THD lim/%

5，7 2.0 3 2.0 2 1.5 6.0 11，13 1.5 9 1.0 4 1.0 6.0

17 1.0 15，21 0.5 >4 0.5 6.0

19 1.0 6.0 23，25 0.7 6.0

表2 输电用户电流谐波承诺

奇次h HRI

lim

/% 偶次h HRI lim/%

3 4.0 2 2

5，7 5.0 4 1.0

9 2.0 >4 0.5

11，13 3.0

>13 2.0

1.3 配电运营商（DSO）的电能质量承诺

表3给出了四个地理区域的协议电压中断次数。

通过电网运营商和用户间签订个性化合同，可以在电网运营商承诺的供电质量中包含一些电压暂降次数。

表 3 DSO承诺的每年电压中断次数

中断持续时间 区域1 区域2 区域3 区域4 ≥3min 6 3 3 2 >1s和<3min 30 10 3 2

配电电源电压设置了谐波限值做为电网承诺（见表4）。对于单次谐波电压（谐波次数h ≤25）和总谐波畸变率（THD，谐波次数h≤40），这些限值是用10分钟测量值的平均值，历时100%时间。对于接入配电网的用户，电流谐波发射水平也要限制，如表5所列，这些限值是相对于协议中额定电流的百分数。

表4 配电电压谐波承诺

奇次

非3的倍数 3的倍数

偶次

h HRU

lim /% h HRU lim/% h HRU lim/%

THD lim/%

5 6.0 3 5.0 2 2.0 8.0

7 5.0 9 1.5 4 1.5 8.0

11 3.5 15，21 0.5 >4 0.5 8.0

13 3.0 8.0

17 2.0 8.0 19，23，25 1.5 8.0

表5 配电用户电流谐波承诺

奇次h HRI

lim

/% 偶次h HRI lim/%

3 4.0 2 2

5，7 5.0 4 1.0

9 2.0 >4 0.5

11，13 3.0

>13 2.0

有关TSO和DSO电能质量承诺的更多细节，请见以下网址：/.

1.4 用户负荷接入

为了满足其电能质量承诺，TSO和DSO用入网规则来考虑和限制每个用户的负荷或分布式电源对电能质量的影响。DSO为负荷接入已建立了许多技术参考文件和研究工具。为了预测可能由入网设备引发的的扰动和确定最合适的公共连接点，在负荷或分布式电源接入前，