2.1 工程概況
2016年3月，通過電能質量監測系統發現環翠山光伏電站35kV母線諧波超標。電科院組織開展了多次專項測試及分析，在電能質量測試環節中，測點分別選取對側瓦窯口站（35kV接入點）、主變高低壓側、集電線側等二次側，發現5、7次諧波電流超標是由光伏電站引起，具體諧波含量見表2.1。
表 1 光伏電站諧波電流測試結果
|
諧波電流/A |
35kV測試情況 |
10kV測試情況 |
|||
|
|
主變高壓 側運行測試 |
國標限值 |
主變低壓側運行測試 |
國標限值 |
|
|
3 次 |
2.61 |
4.5 |
9.45 |
27.38 |
|
|
5 次 |
15.36 |
4.68 |
54.05 |
27.38 |
|
|
7 次 |
6.03 |
3.64 |
22.46 |
20.53 |
|
針對環翠山光伏電站自身的諧波特性及設計上的缺陷，在主變10kV低壓側裝設SVG，從而進行諧波集中治理，工程于2018年投運。
SVG實際裝置如圖2-1所示。
2.2 技術方案
綜合考慮光伏電站諧波特性、工程費用、施工難度、技術先進性，推薦采用諧波集中治理方式，在10kV母線安裝SVG設備，自動檢測并治理2~13次諧波。
SVG控制器實時采樣電網電壓、電網電流，通過指令電流檢測模塊實現負載電流諧波分量檢測功能，負載電流諧波分量反極性后作為SVG指令電流，通過電流閉環控制，PWM調制環節，從而控制SVG輸出預期的與負載諧波電流反極性的補償電流，從而抵消電網中的諧波。
2.2.1 SVG設備信息
SVG額定電壓：10 kV
SVG額定容量：±4 Mvar
SVG連接方式：星接
2.2.2 SVG主電路拓撲結構
主電路拓撲結構與圖1.2類似，SVG功率單元模塊級聯后通過連接電抗器直掛于10kV母線。
2.3 應用效果
圖 2.2、2.3分別給出了SVG投運前后光伏電站諧波電壓頻譜。通過對比可以得出，投入SVG裝置后，35kV諧波電壓大大減小，濾波效果顯著。
、
圖2.2 未投入SVG光伏電站側諧波電壓波譜圖
圖2.3 投入SVG光伏站側諧波電壓波譜圖
表2、3分別給出了光伏電站本側35kV諧波電壓、諧波電流數據對比；不投入SVG時，35kV側三相電壓總諧波畸變率及3、5、7次諧波電壓含有率均超標，電壓總諧波畸變率達到了6.27%，遠超3.0%的國標限值。投入SVG后，各次諧波電壓含有率及電壓總諧波畸變率均滿足國標要求。
表2. 35kV側諧波電壓對比分析（單位：%）
|
諧波次數 |
A相 |
B相 |
C相 |
國標限值 |
||||
|
投 |
不投 |
投 |
不投 |
投 |
不投 |
|||
|
3 |
1.24 |
3.88 |
1.32 |
4.08 |
0.97 |
4.01 |
2.4 |
|
|
5 |
0.54 |
4.19 |
0.58 |
4.60 |
0.72 |
4.07 |
2.4 |
|
|
7 |
0.49 |
2.26 |
0.42 |
2.29 |
0.49 |
2.38 |
2.4 |
|
|
電壓總畸變
率 |
1.78 |
6.06 |
1.93 |
6.27 |
1.73 |
6.00 |
3.00 |
|
SVG投入前，35kV側三相5次、7次諧波電流均超標。投入后，各次諧波電流均未超標，SVG達到了良好的諧波治理效果。
表3. 35kV側諧波電流對比分析（單位：A）
|
諧波次數 |
A相 |
B相 |
C相 |
國標限值 |
||||
|
投 |
不投 |
投 |
不投 |
投 |
不投 |
|||
|
3 |
0.74 |
2.09 |
0.59 |
1.88 |
0.66 |
2.61 |
4.50 |
|
|
5 |
1.15 |
13.46 |
0.97 |
15.36 |
1.01 |
13.45 |
4.68 |
|
|
7 |
1.24 |
5.28 |
0.91 |
5.58 |
1.26 |
6.03 |
3.64 |
|
本案例采用高壓SVG裝置治理諧波，適用于諧波超標的新能源電站。
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