崔宗海

【摘要】我國的經(jīng)濟進入了一個飛速發(fā)展的時期，在這個時期，光伏電站也得到了一個快速的發(fā)展，與此同時，也給我們的光伏電站低電壓穿越時的控制提出更為嚴格的要求，文章主要研究了光伏電站低電壓穿越時的無功控制策略。

【關(guān)鍵詞】光伏電站；低電壓穿越；無功控制；策略

一、無功控制策略的基本思想

本文將光伏電站的無功電壓控制模式分為無功功率整定和無功功率分配。由于單臺光伏逆變器的容量相對較小，其無功調(diào)節(jié)無法對光伏電站和接入點電壓帶來明顯的變化，因此光伏電站的無功調(diào)節(jié)是多臺逆變器的聯(lián)合調(diào)節(jié)。通過無功整定，把光伏電站控制點電壓的變化情況轉(zhuǎn)化為整個光伏電站的無功輸出參考值，再根據(jù)一定的原則把總的無功輸出參考值分配到電站內(nèi)各臺逆變器中，作為每臺逆變器的無功輸出參考信號，從而使光伏電站輸出一定的無功功率以支撐控點電壓。

二、光伏電站低電壓穿越時的無功控制策略

（一）搭建一個平臺控制措施

光伏逆變器在無功控制過程中起著至關(guān)重要的影響作用，在此基礎(chǔ)上，當前國家電網(wǎng)公司在對電網(wǎng)運行環(huán)境進行操控過程中應著重提高對此問題的重視程度，并注重在無功控制措施實施過程中搭建三相六橋并網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，從而由此實現(xiàn)光伏直流電向三相交流電的轉(zhuǎn)變。同時，由于在光伏電站運行過程中逆變器輸出關(guān)系著低電壓穿越效果，因而在平臺搭建控制措施實施過程中應注重強調(diào)對內(nèi)環(huán)有功電流進行控制，且實時控制有功電流給定值，規(guī)避輸出電流不標準現(xiàn)象的凸顯影響到系統(tǒng)整體運行狀態(tài)。

（二）無功控制措施

在光伏電站低電壓穿越時強調(diào)無功控制措施的實施也是至關(guān)重要的，為此，應注重從以下幾個層面入手：第一，國家電網(wǎng)公司在對光伏電站低電壓穿越環(huán)境進行操控過程中應注重將“滿足功率因素要求”設(shè)定為控制目標，同時注重強調(diào)對35kV變壓器功率因素的控制，且確保變壓器始終處在滯后0.95s的運行狀態(tài)，由此規(guī)避電網(wǎng)損耗現(xiàn)象的凸顯，達到最佳的電網(wǎng)運行狀態(tài)。第二，在無功控制措施實施過程中注重強調(diào)對輸電損耗的計算也是至關(guān)重要的，為此，國家電網(wǎng)公司相關(guān)工作人員在對電網(wǎng)運行環(huán)境進行操控過程中應注重嚴格遵從計算公式：△P=R·P2U2+Q2U2，同時結(jié)合線路壓降計算公式：△U=（P·R+Q·X）U，且R、X、U分別表示線路電阻、線路電抗、母線電壓，由此在計算過程中獲取到輸電損耗信息，繼而以“無功切除”或“無功投入”兩種形式對區(qū)域無功現(xiàn)象進行控制，達到最佳的控制狀態(tài)。從以上的分析可以看出，在電網(wǎng)運行過程中落實無功補償措施是非常必要的，為此，應提高對其的重視程度。

（三）實現(xiàn)無功控制策略

在無功控制策略實施過程中主要涵蓋了功率因數(shù)控制模式、電壓控制模式兩種控制方法，而功率因數(shù)控制模式的實現(xiàn)，要求相關(guān)技術(shù)人員在對光伏電站進行操控過程中應注重將調(diào)度需求作為指標，對功率因數(shù)模式進行設(shè)定，并注重向電網(wǎng)輸入無功功率，由此規(guī)避電網(wǎng)擾動及故障現(xiàn)象的凸顯，同時，在故障現(xiàn)象發(fā)生時，迅速切換至電壓控制模式，且依據(jù)電壓偏差情況，對無功功率輸出情況進行調(diào)整。此外，由于電壓偏△U與無功輸出參考量Qref存在著密切聯(lián)系，因而在區(qū)域無功控制工作開展過程中應著重提高對此問題的重視程度，且注重將無功參考量控制在合理化范圍內(nèi)。

為了緩解電網(wǎng)擾動等故障現(xiàn)象的凸顯，實施無功控制措施是非常必要的，為此，相關(guān)技術(shù)人員在對電網(wǎng)環(huán)境進行操控過程中應著重提高對此問題的重視程度，并注重加快無功控制步伐。

（四）光伏系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)LVRT控制策略

大中型光伏電站應具備一定的低電壓穿越能力，在電網(wǎng)故障期間，光伏電站不僅要保持并網(wǎng)狀態(tài)，而且能夠提供動態(tài)無功功率以支撐電網(wǎng)電壓，并盡快恢復電站有功出力。當電網(wǎng)發(fā)生短路故障造成逆變器網(wǎng)側(cè)電壓降低時，會引起逆變器直流側(cè)電壓升高，光伏陣列的輸出功率隨著直流電壓升高而減?。划敼夥M件達到開路電壓時，功率輸出為零，逆變器直流母線電壓不會增大很多。因此，光伏電站低電壓穿越的瓶頸即為限制逆變器交流側(cè)輸出電流的大小。根據(jù)并網(wǎng)要求，為了增大故障時輸出的無功功率，并保證逆變器的安全運行，應限制逆變器輸出電流的有功電流分量。當網(wǎng)側(cè)電壓跌落至額定電壓的90%時，通過“比較器”的輸出，使開關(guān)斷開，切斷電壓外環(huán)。通過“比較器1”的輸出，使開關(guān)閉合，投入無功電流外環(huán)控制，實現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制。無功電流外環(huán)控制采用比例調(diào)節(jié)器，將電網(wǎng)側(cè)電壓跌落深度轉(zhuǎn)換為無功電流缺額，并按比例分配到各個逆變器，使光伏系統(tǒng)逆變器輸出無功功率，支撐并網(wǎng)點電壓。在此期間，為了保證逆變器的安全，限制逆變器的輸出電流不超過額定電流的1.1倍。如果要增大無功電流輸出，則必須限制有功電流的輸出。故障期間所需無功功率大小與故障類型、電壓跌落深度和系統(tǒng)短路容量有關(guān)。如所需無功電流大于iq的限制值，即逆變器最大輸出電流，則通過限幅環(huán)節(jié)限制iq的增加。當所需無功電流小于限制值，則通過模塊實時調(diào)節(jié)有功功率電流參考值，提供有功輸出，實現(xiàn)無功功率外環(huán)控制，向系統(tǒng)輸送無功功率，支持并網(wǎng)點電壓。當電網(wǎng)發(fā)生故障，網(wǎng)側(cè)電壓低于額定電壓的90%時，閉合開關(guān)，同時打開控制開關(guān)，實現(xiàn)無功功率外環(huán)控制，向系統(tǒng)輸送無功功率，支持并網(wǎng)點電壓。

三、結(jié)語

通過介紹了無功控制策略的基本思想及光伏電站低電壓穿越時的無功控制策略，以此搭建一個平臺控制措施、無功控制措施、實現(xiàn)無功控制策略以及光伏系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)LVRT控制策略。

參考文獻

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