增強電網(wǎng)強度的核心目標是提升電網(wǎng)的短路容量（或降低電網(wǎng)阻抗），從而減少新能源設(shè)備注入諧波后產(chǎn)生的諧波電壓降，抑制諧波放大效應(yīng)（尤其在弱電網(wǎng)中），最終降低諧波對新能源設(shè)備（光伏、風電、儲能）的影響。電網(wǎng)強度通常用短路比（SCR，Short Circuit Ratio）衡量，SCR = 電網(wǎng)短路容量 / 新能源場站額定容量，SCR≥3 時視為強電網(wǎng)，諧波放大風險顯著降低。

具體可通過電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、短路容量提升、并網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化、運行管理強化四大維度實現(xiàn)，每個維度需結(jié)合新能源并網(wǎng)特性，針對性解決 “阻抗過高、短路容量不足、局部諧波集中” 等問題：

一、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化：降低電網(wǎng)阻抗，提升抗擾動能力

電網(wǎng)阻抗是影響諧波放大的關(guān)鍵因素（諧波電壓降 = 諧波電流 × 電網(wǎng)阻抗），通過優(yōu)化電網(wǎng)拓撲和硬件，可直接降低并網(wǎng)點的等效阻抗，增強電網(wǎng)對諧波的 “承載能力”。

1. 升級輸電線路：降低線路阻抗

增大導(dǎo)線截面：將新能源場站的并網(wǎng)線路從較小截面（如 120mm2）更換為更大截面（如 240mm2 或 400mm2），根據(jù)公式R=ρL/S（ρ 為電阻率，L 為長度，S 為截面積），截面積 S 增大可直接降低線路電阻 R，進而降低線路等效阻抗。

效果：以 10km 長的 10kV 線路為例，導(dǎo)線截面從 120mm2 增至 240mm2，線路電阻從 0.28Ω/km 降至 0.14Ω/km，總阻抗降低 50%，諧波電流在線路上產(chǎn)生的諧波電壓降同步降低 50%，THDv（電壓總諧波畸變率）可減少 0.5%~1%。

采用多回線路并聯(lián)：在新能源場站與變電站之間建設(shè) 2 回及以上并聯(lián)輸電線路，根據(jù)并聯(lián)電路阻抗公式Zeq=Z1/Z2/(Z1+Z2)，多回線路并聯(lián)可顯著降低總阻抗。

示例：某 100MW 光伏電站原采用 1 回 110kV 線路并網(wǎng)（阻抗 2.5Ω），新增 1 回并聯(lián)線路后，等效阻抗降至 1.25Ω，短路比從 2.2（弱電網(wǎng)）提升至 4.5（強電網(wǎng)），5 次諧波電壓含量從 1.8%（超標）降至 0.9%（合規(guī)）。

2. 接入更高電壓等級電網(wǎng)：利用高電壓等級電網(wǎng)的高短路容量

新能源場站若原接入低電壓等級電網(wǎng)（如 10kV），可通過 “升壓改造” 接入更高電壓等級電網(wǎng)（如 35kV、110kV 或 220kV），更高電壓等級的電網(wǎng)短路容量遠大于低電壓等級，能大幅提升 SCR。

原理：電網(wǎng)短路容量Sk=ZkUn2（Un為額定電壓，Zk為電網(wǎng)等效阻抗），高電壓等級電網(wǎng)的Un更高，且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜（多電源支撐），Zk更小，因此Sk遠大于低電壓等級。例如：10kV 配網(wǎng)的短路容量通常為 50~200MVA，而 110kV 電網(wǎng)的短路容量可達 500~2000MVA。

案例：某 50MW 風電場原接入 10kV 電網(wǎng)（短路容量 100MVA，SCR=2.0），諧波放大嚴重（THDv=3.8%）；經(jīng)升壓改造接入 110kV 電網(wǎng)（短路容量 800MVA，SCR=16.0）后，THDv 降至 1.5%，完全符合國標要求（110kV 電網(wǎng) THDv≤2%）。

二、提升短路容量：增強電網(wǎng)的 “諧波承載基礎(chǔ)”

短路容量是電網(wǎng)強度的核心指標，通過增加電網(wǎng)的電源支撐或無功儲備，可直接提升并網(wǎng)點的短路容量，降低諧波放大風險。

1. 建設(shè) / 升級變電站：增加局部電網(wǎng)的短路容量

在新能源集中并網(wǎng)區(qū)域，新建或升級變電站（如增加主變?nèi)萘?、新增主變臺數(shù)），可直接提升該區(qū)域的電網(wǎng)短路容量。

措施：

若新能源并網(wǎng)點變電站原主變?nèi)萘繛?100MVA，可新增 1 臺 100MVA 主變（并聯(lián)運行），總?cè)萘吭鲋?200MVA，短路容量同步提升約 1 倍；

若變電站主變型號老舊（如損耗高、阻抗大），可更換為低阻抗主變（如將主變短路阻抗從 10% 降至 8%），根據(jù)Sk∝1/Zk，阻抗降低 20%，短路容量可提升約 25%。

效果：某新能源基地并網(wǎng)點變電站原主變?nèi)萘?200MVA（短路容量 600MVA），新增 1 臺 200MVA 低阻抗主變后，短路容量升至 800MVA，該區(qū)域新能源場站的平均 SCR 從 2.5 提升至 3.3，諧波電壓放大率從 1.8 倍降至 1.2 倍（放大率越低，諧波越不易超標）。

2. 加裝同步調(diào)相機或 STATCOM：提供動態(tài)無功支撐

同步調(diào)相機、STATCOM（靜止同步補償器）等動態(tài)無功設(shè)備，雖不直接增加短路容量，但可通過快速提供無功功率（響應(yīng)時間≤50ms），維持并網(wǎng)點電壓穩(wěn)定，間接增強電網(wǎng)對諧波的 “耐受能力”—— 尤其在新能源出力波動時，避免因電壓驟降 / 驟升加劇諧波電流注入。

原理：新能源設(shè)備（如逆變器）在電壓波動時，為維持輸出功率，可能產(chǎn)生額外的諧波電流；動態(tài)無功設(shè)備穩(wěn)定電壓后，逆變器的諧波電流輸出可減少 15%~30%。

應(yīng)用場景：風電場、光伏電站集中的 “新能源富集區(qū)”，如某 200MW 光伏基地并網(wǎng)點加裝 200Mvar STATCOM 后，電壓波動范圍從 ±5% 縮小至 ±2%，因電壓波動導(dǎo)致的 3 次諧波電流增量減少 25%，THDv 降低 0.6%。

三、新能源并網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化：避免局部電網(wǎng) “過載”，降低諧波集中風險

新能源集中接入單一電網(wǎng)節(jié)點，易導(dǎo)致局部電網(wǎng)短路比過低（“新能源主導(dǎo)電網(wǎng)”），諧波放大效應(yīng)顯著。通過合理規(guī)劃并網(wǎng)布局，可分散諧波注入點，避免局部電網(wǎng)強度不足。

1. 分散并網(wǎng)：避免新能源集中接入同一節(jié)點

將大型新能源場站（如 200MW）拆分為多個小型場站（如 4 個 50MW），分散接入不同的電網(wǎng)節(jié)點（如不同變電站、同一變電站的不同母線），避免單一節(jié)點諧波注入過量。

示例：某地區(qū)原規(guī)劃 1 個 200MW 光伏電站接入 A 變電站（短路容量 500MVA，SCR=2.5），THDv=3.6%；拆分為 4 個 50MW 電站，分別接入 A、B、C、D 四個變電站（每個變電站短路容量均為 500MVA，單站 SCR=10.0）后，各并網(wǎng)點 THDv 均降至 1.4%~1.6%，無超標現(xiàn)象。

2. 控制單一場站并網(wǎng)容量：確保 SCR 達標

新能源單一場站的額定容量，需與并網(wǎng)點電網(wǎng)短路容量匹配，通常要求單場站容量≤并網(wǎng)點短路容量的 15%（即 SCR≥6.7），最低不低于 SCR≥3（避免弱電網(wǎng)）。

規(guī)劃方法：并網(wǎng)前先計算并網(wǎng)點的短路容量（通過電網(wǎng)公司獲取），再確定場站最大允許容量。例如：并網(wǎng)點短路容量為 600MVA，則單一場站最大容量≤90MW（600×15%），若超 90MW 需分拆或接入更高電壓等級電網(wǎng)。

風險規(guī)避：若單場站容量過大（如 100MW 接入短路容量 500MVA 的電網(wǎng)，SCR=5.0），雖 SCR≥3，但在新能源滿發(fā)時，諧波電流占電網(wǎng)短路電流的比例仍較高，易引發(fā)電壓畸變，需配合 APF 等諧波治理設(shè)備。

四、運行管理強化：動態(tài)監(jiān)控與協(xié)同控制，維持電網(wǎng)強度穩(wěn)定

電網(wǎng)強度會隨新能源出力、負荷變化、電網(wǎng)拓撲調(diào)整而動態(tài)變化（如負荷低谷時，電網(wǎng)短路容量可能降低），需通過運行管理手段，實時監(jiān)控并維持電網(wǎng)強度，避免諧波風險反彈。

1. 電網(wǎng)阻抗實時監(jiān)測：掌握并網(wǎng)點強度變化

在新能源并網(wǎng)點安裝 “電網(wǎng)阻抗監(jiān)測裝置”，通過注入小信號（如特定頻率的測試電流）或基于運行數(shù)據(jù)計算，實時獲取并網(wǎng)點的等效阻抗和短路比，當 SCR＜3 時觸發(fā)告警。

應(yīng)用：某風電場并網(wǎng)點監(jiān)測顯示，負荷低谷時（夜間）電網(wǎng)短路容量從 800MVA 降至 600MVA，SCR 從 8.0 降至 6.0（仍達標）；但當某條輸電線路檢修時，短路容量降至 250MVA，SCR=2.5（弱電網(wǎng)），此時運維人員可臨時限制風電場出力（從 100MW 降至 80MW），使 SCR 回升至 3.1，避免諧波超標。

2. 新能源與電網(wǎng)協(xié)同控制：避免諧波疊加

建立 “新能源場站 - 電網(wǎng)調(diào)度” 協(xié)同機制，當電網(wǎng)強度降低（如 SCR 接近 3）時，調(diào)度中心可指令新能源場站：

降低出力（減少諧波注入總量）；

啟用場站側(cè) APF/SVG 的 “增強補償模式”（提高諧波抵消精度）；

調(diào)整逆變器控制參數(shù)（如增大阻尼系數(shù)），減少諧波電流輸出。

案例：某電網(wǎng)在迎峰度夏期間，因多條線路重載，新能源并網(wǎng)點 SCR 從 5.0 降至 3.2，調(diào)度指令場站 APF 補償容量從 50% 提升至 100%，同時限制光伏出力從 150MW 降至 120MW，最終 THDv 穩(wěn)定在 1.8%（未超標）。

五、關(guān)鍵邏輯：增強電網(wǎng)強度與諧波治理的協(xié)同關(guān)系

需明確：增強電網(wǎng)強度并非直接 “消除” 諧波，而是通過降低電網(wǎng)阻抗、提升短路容量，減少諧波的 “放大效應(yīng)” 和 “電壓畸變”，其與主動諧波治理（如 APF、SVG）是 “系統(tǒng)基礎(chǔ)” 與 “精準治理” 的互補關(guān)系：

強電網(wǎng)環(huán)境下，新能源注入的諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的諧波電壓降小，APF/SVG 只需較小補償容量即可使 THDv 達標；

弱電網(wǎng)環(huán)境下，即使 APF 補償部分諧波，剩余諧波仍可能因電網(wǎng)阻抗高而產(chǎn)生超標電壓畸變，需先增強電網(wǎng)強度，再配合諧波治理設(shè)備。

審核編輯 黃宇