国网福建电科院：试点新型电能质量治理及防孤岛保护装置

10月16日，国网福建电科院与国网龙岩供电公司研发的新型电能质量治理及防孤岛装置，在武平县岩前工业园区厂房大道旁2号台区投运，在国内首创基于电能质量治理装置的主动防孤岛技术，通过复用电能治理设备硬件结构，一举解决有源台区电能质量下降和孤岛运行风险两个突出问题，保障有源台区安全优质运行。

　　龙岩是我省低压分布式光伏数量及容量最大的地区，成片的农村屋顶光伏已成为当地的亮丽风景。以武平县为例，截至9月底，分布式光伏容量达157兆瓦，较去年同期增长40%。今年1月至9月，全县分布式光伏发电量占当地发电量的23%。

　　分布式光伏渗透率提升给配网运维管理带来挑战。一方面，部分光伏逆变器质量较差，导致电网电能质量下降；另一方面，光伏高渗透带来孤岛运行风险，危及电网、设备和人身安全。“对于前一个问题，我们可以在台区配置电能质量治理设备；对于后一个问题，目前仅依靠光伏自身的防孤岛保护，保护存在失效的可能，需要后备。为此，我们考虑能否复用电能质量治理设备，让它发出扰动信号，打破孤岛状态，实现主动探测式保护。”国网福建电科院配电中心黄兴华说。

　　根据上述想法，国网福建电科院与国网龙岩供电公司研发了新型电能质量治理及防孤岛装置。该装置尺寸与常见空调外机接近，可以挂在电线杆上，也可以放在地面上。与常规电能质量治理设备相比，工作模式更多，具备谐波补偿、不平衡补偿、无功补偿等多种模式。本次示范点岩前工业园区厂房大道旁#2台区光伏渗透率达38%，属于渗透率较高的台区。实测发现该台区3到13次奇次谐波电流含量偏高，有治理电能质量的需要。装置投运后，台区谐波补偿率不低于85%，有效提升了有源台区电能质量。

　　同时，在复用电能治理治理设备硬件结构的基础上，项目组改进控制算法，创新研发了主动式防孤岛技术。装置向台区周期性注入微电流，正常情况下，微电流被电网“吸收”，不干扰电网运行；孤岛状态下，微电流被不断放大，光伏逆变器感知放大信号并停机，结束孤岛状态。这样便构成光伏自身防孤岛保护的后备，消除孤岛运行状态，避免孤岛对电网、设备和人身安全的危害，有源台区由此多了一道防孤岛保险。

　　本次试点还配套研发台区终端APP，发挥台区终端边缘计算对有源台区的协调作用。通过即插即用APP，新型电能质量治理及防孤岛装置接入时，终端可即时感知；通过电能质量分析APP、孤岛保护APP，装置与台区“边端”协同，分析和治理台区电能质量，实现孤岛状态告警、保护动作，有力支撑有源台区安全运行、精益运维。

　　下一步，国网福建电科院与国网龙岩供电公司将对新型电能质量治理及防孤岛装置的应用效果开展评估，在武平等台区光伏密集的地区推广应用，推动“双碳”目标落地，为乡村振兴提供安全优质电力保障。