廣東工業(yè)大學(xué) 簡(jiǎn)俊威 莫 超 鐘其源 黃 強(qiáng)

簡(jiǎn)述光伏逆變器輸出無(wú)功功率的原理

廣東工業(yè)大學(xué) 簡(jiǎn)俊威 莫 超 鐘其源 黃 強(qiáng)

分布式光伏電站可以通過(guò)控制并網(wǎng)逆變器的無(wú)功調(diào)節(jié)能力為電網(wǎng)提供電壓支撐并作出一定量的無(wú)功補(bǔ)償，當(dāng)光伏有功出力為額定值時(shí)，逆變器是可實(shí)現(xiàn)以0．9以上的功率因數(shù)并網(wǎng)的，從而更好地提高光伏電站的無(wú)功控制能力。

無(wú)功輸出；光伏發(fā)電；功率因數(shù)

1.光伏逆變器無(wú)功單相模式理論分析

下面來(lái)分析一下分布式光伏并網(wǎng)逆變器工作于無(wú)功補(bǔ)償模式下的輸出情況，其單相等效電路圖如圖1所示。

圖1 無(wú)功補(bǔ)償模式下的光伏系統(tǒng)等效電路

由圖1所示不難推出矢量關(guān)系式為：

其中，δ為與之間的夾角。

圖2 無(wú)功補(bǔ)償模式下的光伏系統(tǒng)矢量關(guān)系

由式(1)忽略系統(tǒng)損耗等效電阻R可得：

電網(wǎng)向逆變器注入的有功功率和無(wú)功功率分別為：

觀察式(6)和式(7)可得如下結(jié)論：

(a)當(dāng)δ＜0時(shí)，則對(duì)應(yīng)P＞0，此時(shí)逆變器從電網(wǎng)中吸收功率，其中有一部分補(bǔ)償逆變器的消耗，其余的則用來(lái)為電容器組充電，從而提高母線的電壓。

(b)當(dāng)δ＞0時(shí)，則對(duì)應(yīng)P＜0，此時(shí)逆變器向電網(wǎng)提供功率，即光伏發(fā)電系統(tǒng)出于發(fā)電狀態(tài)，母線電壓值將會(huì)有一定幅度的降低。

(c)當(dāng)Vs＜Vg時(shí)，則對(duì)應(yīng)Q＜0，此時(shí)逆變器發(fā)出無(wú)功（容性）。

(d)當(dāng)Vs＞Vg時(shí)，則對(duì)應(yīng)Q＞0，此時(shí)逆變器吸收無(wú)功（感性）。

2.光伏逆變器經(jīng)耦合電感并網(wǎng)分析

當(dāng)δ比較小時(shí)，逆變器應(yīng)以發(fā)出無(wú)功功率為主，此時(shí)由式(7)可知無(wú)功功率的大小主要取決于與的幅值差；而當(dāng)逆變器向電網(wǎng)發(fā)出有功功率時(shí)，有功的大小正比于δ（見(jiàn)圖3）。

需要注意的是，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器無(wú)功補(bǔ)償能力是有其限制性，由逆變器所發(fā)的有功功率與其容量大小所決定，三者間的函數(shù)關(guān)系如下：其中表示并網(wǎng)逆變器無(wú)功調(diào)節(jié)能力的最大值；Smax表示并網(wǎng)逆變器的容量；Pact表示光伏電站瞬時(shí)所發(fā)的有功功率大小。

圖3 光伏發(fā)電通過(guò)逆變器經(jīng)耦合電感并網(wǎng)示意圖

3.結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)光伏逆變器的單相模式理論分析以及其經(jīng)耦合電感并網(wǎng)這兩個(gè)角度來(lái)闡述光伏逆變器無(wú)功功率的原理，為實(shí)際工程應(yīng)用提供了科學(xué)理論的支持，具有一定的指導(dǎo)作用。

[1]邱必力．并網(wǎng)光伏逆變器并網(wǎng)特性研究[D]．華南理工大學(xué),2016．

[2]周林,晁陽(yáng),廖波,晁朋飛,楊明．低壓網(wǎng)絡(luò)中并網(wǎng)光伏逆變器調(diào)壓策略[J]．電網(wǎng)技術(shù),2013,37(09)：2427-2432．[2017-09-08]．DOI：10．13335/j．1000-3673．pst．2013．09．017．

distributed photovoltaic power plant can control the grid through the reactive capacity of the inverter to provide voltage support for the grid and make a certain amount of reactive power compensation，when the photovoltaic power output for the rated value，the inverter can be achieved to 0.9 or more Power factor grid，so as to better improve the reactive power control capacity of photovoltaic power plants.

reactive power output；photovoltaic power generation；power factor