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光伏发电系统并网点电压调整研讨

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摘要:

对于大规模的光伏发电系统在进行并网运行的时候,要求其占用的容量逐渐提升,其对于电力系统的影响也会随着慢慢增大。综合经济视角进行分析,有功电流电压调整策略对于发电容量有一定影响,而无功电流电压调整策略,不仅不影响发电容量,还能够实现电压调整,提高系统利用率的作用,这就促进了光伏发电系统在并网运作效率上的优化。

关键字:

光伏发电;电力系统;电压

1电压升高原理

我们常规实用的电力系统的配置仍很低,主要是高压转向低压这样一种单向的配电系统,这种系统不能够潮流逆流。一般来讲,高压/中压变压器都配有着能够自动调整电压的抽头,能够做到承担荷载的情况之下进行电压调节;但是中压/低压变压器一般来讲是不配有这种自动调压抽头的,所以是不具备这种功能。那么为保障系统的安全性,电网的运营商一般都会要求光伏发电系统能够利用隔离升压变压器,来接入低压/中压配电网络,最终实现并网运行。

2电压升高调整原理及对策分析

大型光伏发电系统在进行并网之后,很有可能导致PCC(公共连接点)的电压升高,所以一定要限制PCC电压的骤升。德国对于中压并入网光伏系统所导致的PCC电压提升必须在2%以内,而低压并网光伏系统所的标准是PCC电压的提升在3%以内。我国对于供电电压的允许偏差如下:(1)高于或等于35kV的正负电压偏差值绝对值之和必须在10%以内;(2)而低于或等于10kV的三相供电,其电压偏差值必须在±7%之间;(3)220V单相供电,电压偏差值介于-10%~7%之间。针对光伏发电系统的特点,当前可选取的电压调整策略有:改善线路电力输送阻抗参数、配置电能储存设备、调控光伏发电系统的有效功率和无效功率的输出等。但是对于输电线路阻抗参数的优化和电网加强建设的投资成本十分巨大,经济效用低,合理配置电能存储设备这种也是同样需要巨额资金作为前期投入,就当下的情况很难加以实施。当前我国新电网规范许可了光伏系统对有功、无功功率的调节,当前行之有效的方法便是对光伏发电系统所输出的有功、无功功率进行实时控制。

2.1有功电流电压调整原理和策略

使用双二阶积分器同步坐标系锁相环,实时检测PC电压相位与幅值,将设定的电压参考幅值与第二瞬时的幅值进行比较,误差经过电压PI调节器产生的电压调整有功电流,叠加上预先设定的有功电流参考值,并将其作为新的有功电流参考值来控制光伏逆变器,最终实现PCC电压的动态控制。光伏发电系统在并网运作时,PCC的电压升高会使光伏发电网系统并网并引入大量有功功率,所以最行之有效的处理办法便是对光伏发电系统的有功功率输出进行限制或减少,这样才能保障电压在输出时能够满足电压偏差限制的要求。在实行有功电流限制策略时,对于暂态和稳态的波形图必须进行了解,PCC的本地负荷断流的瞬间,其电压会骤升,这时就要求电压状况必须受控于电压调整器,加强PCC的综合控制力度,这样控制系统能够达到有效的动态控制。

2.2无功电流电压调整原理与策略

无功电流电源调整在进行的时候,通常采用双二阶通用积分器来控制电力,方法则是通过对PCC电压的具体相位、浮动数值来进行检测,检测得出的较粗电压瞬时幅值与锁定后幅值,将其进行PI调整然后获取电压调节的无功补偿,对于无功电流的叠加设定提供参考并控制逆变器的整体数值,这样来达到PCC的动态控制。综上述原理,首先对PCC电压的状况预先调整,然后在进行调整的时候会显示两种形态的波形图(暂态、稳态),那么当PCC本地的负担载荷断流的一瞬间,逆变器就接收不到功率,这样PCC的功率就不会在这基础上发生变化,而电压值的指数归零后,不能正常运行单位功率反而会脱离整体的功率因数状况。那么有功电流电压在进行调解时,更及时的动态响应情况则尤为重要,有功电流电压一但进行了调整,光伏发电系统却仍是在单位功率因数的基础上作用,这样就会限制整体的单位功率因数,特别是对电压的精度进行控制时,对于有功、无功两种功率的调控策略测都有效,最后结合经济效能,先然选择无功控制以达到更高经济收益。

3总结

光伏发电系统在进行并网工作时,极有可能引起PCC电压的骤升,通过从功率传输理论的视角来看PC电压骤升的诱因,可见以动态控制的手段监控瞬时电压的有效性。再综合经济视角进行分析,有功电流电压调整策略对于发电容量有一定影响,而无功电流电压调整策略,不仅不影响发电容量,还能够实现电压调整,提高系统利用率的作用,这就促进了光伏发电系统在并网运作效率上的优化。

参考文献:

[1]黄欣科,王环,王一波,许洪华.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略[J].电力系统自动化,2014,03:112-117

[2]周家军.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略[J].科学家,2016,03:34-35

[3]雷亚雄.电网短路故障下LCL型光伏并网逆变器控制[D].华北电力大学,2015

作者:白海波 单位:中电国际技术股份有限公司

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