摘 要：現(xiàn)在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行的規(guī)模變得越來越大，在電力系統(tǒng)的總?cè)萘恐泄夥l(fā)電容量也具有越來越高的比例，因此電力系統(tǒng)在很大程度上受到了光伏發(fā)電的影響。本文將電力系統(tǒng)功率傳輸理論作為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高的原因進(jìn)行了分析和介紹，并且研究了調(diào)整電壓的策略和原理，最終將一種動(dòng)態(tài)的電壓調(diào)整策略提了出來，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，該電壓調(diào)整策略具有較高的有效性。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)逆變器；電壓升高；

文章編號(hào)：1674-3520（2015）-07-00-01

光伏發(fā)電系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，一般都要通過利用電力電子接口，然后再通過中壓配電網(wǎng)或者低壓配電網(wǎng)。由于以往的電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)自身的特點(diǎn)，大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)潮流逆流的問題，致使過電壓或者電壓升高的情況出現(xiàn)在光伏發(fā)電系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，這樣除了會(huì)使當(dāng)?shù)刎?fù)荷的供電質(zhì)量受到嚴(yán)重影響之外，同時(shí)還使變壓器和線路等輸配電設(shè)備損耗得以加大，最終使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的滲透率受到嚴(yán)重影響。大量的有功功率在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)中的輸入是導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行電壓升高的最為直接的原因，因此本文立足于電力系統(tǒng)功率傳輸理論，提出了一種動(dòng)態(tài)的電壓調(diào)整策略，供大家參考。

一、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高的原理

單向的由高壓到低壓的輸配電系統(tǒng)是我國傳統(tǒng)中主要的電力系統(tǒng)配置，而不允許出現(xiàn)潮流逆流的情況。為了能夠確保系統(tǒng)的安全，光伏發(fā)電系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，一般都要通過利用電力電子接口，然后通過中壓配電網(wǎng)或者低壓配電網(wǎng)。由于存在著線路的阻抗，因此在向配電網(wǎng)輸送有功功率的時(shí)候光伏發(fā)電系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的電壓的變化，如果由于光伏發(fā)電系統(tǒng)導(dǎo)致出現(xiàn)潮流逆流的情況，就可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)生電壓升高的情況，從而超過電壓規(guī)范要求，特別是系統(tǒng)在輕載的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的電壓升高問題[1]。

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高調(diào)整原理

大量的有功功率在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)中的輸入是導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行電壓升高的最為直接的原因，因此要想對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高的問題進(jìn)行有效的解決，必須要使光伏發(fā)電系統(tǒng)的有功功率受到限制或者減少，這樣就能夠在電壓偏差限制以內(nèi)對(duì)其輸出電壓進(jìn)行有效的控制。通過雙二階通用積分器同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)能夠?qū)夥l(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的幅值和相位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，隨后采用設(shè)定的電壓參考幅值與電壓瞬時(shí)的幅值進(jìn)行比較，在經(jīng)過電壓PI調(diào)節(jié)器之后的誤差就會(huì)將電壓調(diào)整有功電流得出來，隨后疊加在設(shè)定的有功電流參考值上，就能夠作為新的有功電流參考值從而有效的控制光伏逆變器，確保對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整的實(shí)現(xiàn)[2]。

三、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高的調(diào)整策略

為了能夠使電壓調(diào)整的調(diào)整速度和調(diào)整精度得以提升，本文提出了立足于瞬時(shí)電壓幅值—無功電流的一種控制電壓的方式。在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)電壓升高的時(shí)候，就能夠使光伏發(fā)電系統(tǒng)在滯后功率因數(shù)上工作，使其能夠預(yù)見感特性相當(dāng)，從而將一定容量的電網(wǎng)無功功率吸收過來，對(duì)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓進(jìn)行調(diào)整。下圖1是無功電流電壓調(diào)整與電壓升高的相量圖。

從圖1中我們可以看出光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高之前的情況，當(dāng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)將其有功電流輸送到光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)之后，光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓就會(huì)升高，如果光伏并網(wǎng)逆變器將無功電流吸收之后，光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓就會(huì)得到相應(yīng)的調(diào)整。通過雙二階通用積分器同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)能夠?qū)夥l(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的幅值和相位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，隨后采用設(shè)定的電壓參考幅值與電壓瞬時(shí)的幅值進(jìn)行比較，在經(jīng)過電壓PI調(diào)節(jié)器之后的誤差就會(huì)將電壓調(diào)整無功補(bǔ)償電流得出來，隨后疊加在設(shè)定的無功電流參考值上，就能夠作為新的無功電流參考值從而有效的控制光伏逆變器，確保對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整的實(shí)現(xiàn)[3]。

四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析

上面分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高的調(diào)整原理和策略，下面就對(duì)立足于瞬時(shí)電壓幅值—無功電流的一種控制電壓的方式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行介紹。首先將并網(wǎng)逆變器額定運(yùn)行設(shè)定出來，使光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)與本地負(fù)載連接，通過將光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)本地負(fù)載切除的方式使得并網(wǎng)電流增加，這樣就會(huì)導(dǎo)致光伏并網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)電壓升高問題。如果采用有功電流限制的方式控制光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓，在切除本地負(fù)載的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)電壓升高的情況，這時(shí)候電壓調(diào)整器能夠有效地控制光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓，而且控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)具有非?？斓乃俣取Ｈ绻x擇無功電流吸收方式調(diào)整光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓，逆變器可以在切除本地負(fù)載的瞬間就能夠利用吸收無功功率的方式調(diào)整光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓，其具有為零的電壓偏差，在這種情況下系統(tǒng)不會(huì)在單位功率因數(shù)下工作，而且要在功率因素之后工作。相對(duì)于無功電流電壓調(diào)整而言，有功電流電壓調(diào)整器有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；光伏發(fā)電系統(tǒng)在有功電電壓調(diào)整之后仍然會(huì)在單位功率因數(shù)下工作，而光伏發(fā)電系統(tǒng)在無功電流電壓調(diào)整之后仍然會(huì)在單位功率因數(shù)之后工作。

五、結(jié)語

本文將電力系統(tǒng)功率傳輸理論作為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高的原因進(jìn)行了分析和介紹，并且研究了調(diào)整電壓的策略和原理。最終將一種動(dòng)態(tài)的電壓調(diào)整策略提了出來，最終經(jīng)過試驗(yàn)研究，結(jié)果表明本文提出的電壓調(diào)整策略具有較高的有效性。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)電容量會(huì)受到有功電流電壓調(diào)整策略的影響，而發(fā)電容量則不會(huì)受到無功電流電壓調(diào)整策略的影響，而且無功電流電壓調(diào)整策略還能夠保證電壓調(diào)整的實(shí)現(xiàn)，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的利用率得以極大提升，因此有效地支持了光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行，值得進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙爭(zhēng)鳴，雷一，賀凡波，魯宗相，田琦. 大容量并網(wǎng)光伏電站技術(shù)綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2011（12）

[2]馬勝紅，陸虎俞. 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)（7） 光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載與配線[J]. 大眾用電. 2011（07）

[3]李冬梅，劉志璋，劉志強(qiáng). 獨(dú)立戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)成本影響因素及其分析[J]. 能源工程. 2012（03）