曹 磊 曾 鵬

（中機(jī)國際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)整機(jī)制與優(yōu)化對策

曹 磊 曾 鵬

（中機(jī)國際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是新能源產(chǎn)業(yè)改革的代表，也是我國大力支持及推廣的產(chǎn)業(yè)。近年來隨著光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，我國光伏產(chǎn)業(yè)也在迅速的發(fā)展。本文就主要針對光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)點(diǎn)電壓的升高原因從傳輸理論方面進(jìn)行了分析，并且淺析了光伏發(fā)電系統(tǒng)中電壓調(diào)整的重點(diǎn)、原理及方法，然后為并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)整提出了有效的優(yōu)化對策。

光伏發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)點(diǎn)電壓；調(diào)整機(jī)制及優(yōu)化對策

隨著大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的運(yùn)行，也提高了光伏發(fā)電容量占據(jù)系統(tǒng)的總?cè)萘?，影響著電力系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)傳輸電力的設(shè)計(jì)是從發(fā)電單元到負(fù)荷的反向傳輸，大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致潮流你留，使PPC電壓升高，影響了當(dāng)?shù)刎?fù)荷電壓的供電質(zhì)量，也損耗了線路及變壓器設(shè)備，使系統(tǒng)過載，影響了光伏發(fā)電系統(tǒng)的滲透率。所以就要對PPC電壓進(jìn)行控制，以傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電壓調(diào)整為基礎(chǔ)，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)從根本解決此問題。

一、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)電壓的應(yīng)用

目前我國光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)逐漸邁入成熟階段，分布式光伏在配電網(wǎng)中出現(xiàn)了滲透率上調(diào)的情況，尤其是在低壓配電網(wǎng)中。在發(fā)展過程中使用較弱反射式低壓配電網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)高光伏滲透配電，其原因可能是由于天氣的變化，多云會(huì)使光伏出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，這時(shí)電壓會(huì)下降，閃電會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這些情況的出現(xiàn)都會(huì)使光伏具有高承載，導(dǎo)致初選潮流逆流從而出現(xiàn)電壓問題。那么這些問題只靠傳統(tǒng)的變壓器或者電力電氣等控制方式是不能及時(shí)作出調(diào)整的。

目前所使用的大容量逆變器是為電網(wǎng)注入額定的有功功率，將最低功率集中在0.9，在實(shí)際功率比逆變額定功率小的情況下，剩余的功率就能夠?qū)崿F(xiàn)過程中的無功率支持。比如在研究接入光伏觸發(fā)高電壓問題的時(shí)候，使用逆變器是不能有效解決這一問題的，如果低壓配電網(wǎng)中電力阻抗發(fā)生變化，使低壓配電網(wǎng)中的無功調(diào)壓效果小于電壓等級較高的網(wǎng)絡(luò)，逆變器正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，變壓器及線路容量能夠影響網(wǎng)點(diǎn)電壓的控制能力?！?】

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高及優(yōu)化策略

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高原理

使光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)供電，可以提高光伏企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前我國正在進(jìn)行新能源的改革，實(shí)施一系列創(chuàng)新的供電體系，促進(jìn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。光伏發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)全新的技術(shù)，隨著多年的發(fā)展，我國的研究水平以逐漸趕上其他國家的水平，近幾年我國的光伏產(chǎn)業(yè)也有了全新的機(jī)遇。為了提高供電系統(tǒng)的整體的安全性能，電網(wǎng)運(yùn)行商就要使用升壓變壓器隔離的方式，將低壓電網(wǎng)或者中壓電網(wǎng)中接入光伏系統(tǒng)，那么電網(wǎng)運(yùn)行商就要使用并網(wǎng)的形式進(jìn)行，光伏企業(yè)就要根據(jù)自身的特點(diǎn)，使電壓具有精準(zhǔn)性。為了能夠滿足其需求，就要改變電路阻抗參數(shù)，創(chuàng)建儲(chǔ)存能量的設(shè)備，控制光顧發(fā)電系統(tǒng)中的無用功率及有用功率，使光伏發(fā)電系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用型?！?】

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高調(diào)整對策

（1）有功功率。在光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)PCC電壓過高的問題，就會(huì)產(chǎn)生大量的有功功率，使系統(tǒng)容量出現(xiàn)超負(fù)荷狀態(tài)。在使用過程中要使光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定，并且在并網(wǎng)發(fā)電前控制及調(diào)整好電壓和電流。使用有功限制策略進(jìn)行限制應(yīng)用，全面掌握實(shí)驗(yàn)過程的穩(wěn)定及暫停波形圖，通過圖 1可以了解到，在PCC本地負(fù)被隔離一，PCC會(huì)在短時(shí)間升高電壓，另外還能使調(diào)整器控制電壓，提高PCC的控制效率，控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也也能進(jìn)行控制。電壓的調(diào)整方式為穩(wěn)定波形，那么就表示目前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)處于穩(wěn)定模式，隨著時(shí)間的變化，輸出的電壓也在不斷的減少，最后電壓整體會(huì)出現(xiàn)歸零的情況，這就說明系統(tǒng)功率是在單位因子范圍中運(yùn)行的。

（2）無功功率。無用功電流電源的調(diào)整使用的是雙二階通用積分器，它能夠有效的控制電力，檢測PCC電壓中的集體相位及浮動(dòng)數(shù)值，可以比較粗電壓處于瞬間狀態(tài)的幅值及鎖定后的幅值，其中的誤差通過調(diào)節(jié)以后能夠取得電壓調(diào)節(jié)的無功補(bǔ)償，逆變器的整體數(shù)值受到疊加設(shè)定之后的無功電流控制，從而調(diào)整PCC。

首先將PCC的電壓狀況做好調(diào)整，在此過程中也會(huì)出現(xiàn)暫停及穩(wěn)定的波形圖，在PCC本地負(fù)載切除時(shí)，逆變器吸收不到任何功率，所以對于PCC的功率不能進(jìn)行調(diào)整，電壓值歸零的時(shí)候，系統(tǒng)中的單位功率將不能正常運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致整體功率因數(shù)大大降低。那么可以使用動(dòng)態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)的方式，在調(diào)整有功電流之后，使光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在單位功率因素中作用，有效控制電壓的進(jìn)度。

（3）對比。在調(diào)整有功電壓及無功電壓的時(shí)候，有功電壓比無功電壓的響應(yīng)快，在對無功電壓調(diào)整之后，光伏發(fā)電系統(tǒng)仍然在單位功率因數(shù)中。反過來就會(huì)使整個(gè)單位功率因數(shù)遭到制約，尤其是在電壓精度被控制的時(shí)候，有功電壓及無功電壓都有較好的控制。如果從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行考慮，無功電壓的控制具有較好的經(jīng)濟(jì)收益。

圖1 暫停狀態(tài)波形圖

3、選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器

在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)中，逆變器是最重要的調(diào)節(jié)設(shè)備。在選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的時(shí)候，要根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體技術(shù)指標(biāo)及廠商提供的產(chǎn)品手冊來選擇，另外還要考慮其他因素，比如整機(jī)效率、額定輸出功率、啟動(dòng)性能、輸出電壓等。額定輸出功率指的是光伏逆變器的負(fù)載供電能力，選擇合理的逆變器能夠有效提高電壓調(diào)節(jié)的質(zhì)量。輸出電業(yè)調(diào)節(jié)性能指的是逆變器的穩(wěn)壓性能，其與輸出電壓的偏差有著重要的聯(lián)系?！?】

三、結(jié)束語

目前我國光伏發(fā)電技術(shù)屬于新型產(chǎn)業(yè)，在光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展中也受到了國家及社會(huì)的大力支持，調(diào)整光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓可以有效促進(jìn)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，其也受到了相關(guān)科研單位及光伏企業(yè)的關(guān)注。要想有效提高光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)整的質(zhì)量，就要全面掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的運(yùn)行機(jī)制，根據(jù)不同的系統(tǒng)制定不同的優(yōu)化對策，以此提高電壓調(diào)整質(zhì)量，使光伏發(fā)電技術(shù)及光伏企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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