光伏電站低電壓穿越時的無功控制策略探討

王超+趙龍+劉強+李宇光

摘 要 隨著我國經濟的不斷發展，其對光伏電站低電壓穿越時控制措施的實施提出了更高的要求，因而在此基礎上，為了打造良好的電網運行空間，要求電力部門在對光伏電站進行操控過程中應注重以RTDS實時仿真系統平臺的搭建形式全面掌控到無功策略實施現狀，并及時發現無功設備運行過程中凸顯出的相應問題，對其進行有效處理。本文從并網光伏電站低電壓穿越要求分析入手，并詳細闡述了無功控制策略的實現。

關鍵詞 光伏電站；低電壓；無功控制

中圖分類號 TM6 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0182-01

大量光伏接入電網的現象威脅到了電網運行環境的安全性、穩定性，因而在此基礎上，為了確保光伏發電系統基于電壓脫落故障的基礎上不脫離電網，要求相關技術人員在對光伏發電系統進行操控過程中應注重提高系統低電壓穿越能力，即LVRT，由此實現系統的穩定運行，并就此滿足當前居民生活、生產用電需求。以下就是對光伏電站低電壓穿越時無功控制策略的詳細闡述，望其能為當前電網運行環境的不斷完善提供有利的文字參考。

1 并網光伏電站低電壓穿越要求

就當前的現狀來看，并網光伏電站低電壓穿越要求主要體現在以下幾個方面：

第一，我國光伏電站在可持續發展過程中逐漸呈現出“分散開發、低電壓就地接入”與“大規模開發、中高壓接入”并存的發展特點，因而在實踐運行過程逐漸呈現出不穩定的運行狀態。因而在此基礎上，為了提高電網運行環境的穩定性，要求國家電網公司在實踐運營過程中應注重結合《光伏電站接入電網技術規范》中要求，對光伏電站運行狀況進行實時監控，并確保其始終處在不間斷并網運行的狀態下。

第二，在并網光伏電站低電壓穿越過程中亦應注重將最低電壓值ULO維持在等于額定電壓0.9倍的狀態下，同時設定光伏電站運行區域時間T1為1s、T2為3s，最終由此滿足電網運行需求，達到最佳的運行狀態。

第三，并網光伏站低電壓穿越過程中要求無功電流為0，因而相關技術人員在對光伏發電系統進行操控過程中應注重確保其故障后無功電流為IB=kIN（△U/UN）（k≥2），由此滿足電網運行需求，形成穩定的電網運行狀態。

2 光伏電站低電壓穿越時的無功控制策略

2.1 無功控制策略的基本思想

當大量的光伏系統接入到電網運行環境中時，將就此誘發擾動或故障現象，為此，部分國家電網公司在對電網運行環境進行操控過程中致力于將無功補償裝置置入到光伏電站環境下，最終由此緩解了電網故障問題，但忽視了光伏逆變器性能的發揮。因而在此基礎上，為了打造良好的電網運行空間，應注重在10kV或者35kV交流母線接入電網中時，以無功整定的形式將控制點電壓變化情況轉化為無功輸出參考值，且依據逆變器無功輸出參考信號，支撐控制點電壓，達到最佳的系統運行效果。同時，在無功控制策略基本思想設定過程中亦應注重明晰光伏逆變器所發出的無功功率，即：Qrefi=QrefQimax/Qtotalmax[1]，并明晰Qref、QL、Qtotalmax分別表示無功參考量、逆變器無功功率極限、光伏電站無功功率極限，最終就此支撐無功控制措施的實施。

2.2 平臺搭建控制措施

光伏逆變器在無功控制過程中起著至關重要的影響作用，因而在此基礎上，當前國家電網公司在對電網運行環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拓撲結構，從而由此實現光伏直流電向三相交流電的轉變。同時，由于在光伏電站運行過程中逆變器輸出關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對內環有功電流進行控制，且實時控制有功電流給定值，規避輸出電流不標準現象的凸顯影響到系統整體運行狀態。例如，某電網公司在對光伏電站進行操控過程中即依據自身電網運行狀況制定了平臺搭建控制措施，從而在并網點交流側電壓瞬間下降80%的故障現象發生時，光伏電站仍未發生脫網現象，即處在穩定的電網運行狀態[2]。同時，該電網公司在平臺搭建措施實施過程中，亦注重強調向電網輸出0.1pu無功功率，最終將并網控制點電壓落差由原有的0.8倍調整至0.6倍，滿足了電網運行需求。

2.3 無功控制措施

在光伏電站低電壓穿越時強調無功控制措施的實施亦是至關重要的，為此，應注重從以下幾個層面入手：

第一，國家電網公司在對光伏電站低電壓穿越環境進行操控過程中應注重將“滿足功率因素要求”設定為控制目標，同時注重強調對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，由此規避電網損耗現象的凸顯，達到最佳的電網運行狀態[3]。

第二，在無功控制措施實施過程中注重強調對輸電損耗的計算亦是至關重要的，為此，國家電網公司相關工作人員在對電網運行環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”兩種形式對區域無功現象進行控制，達到最佳的控制狀態。從以上的分析中即可看出，在電網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。

3 無功控制策略的實現

在無功控制策略實施過程中主要涵蓋了功率因數控制模式、電壓控制模式2種控制方法，而功率因數控制模式的實現，要求相關技術人員在對光伏電站進行操控過程中應注重將調度需求作為指標，對功率因數模式進行設定，并注重向電網輸入無功功率，由此規避電網擾動及故障現象的凸顯，同時在故障現象發生時，迅速切換至電壓控制模式，且依據電壓偏差情況，對無功功率輸出情況進行調整。此外，由于電壓偏△U與無功輸出參考量Qref存在著密切聯系，因而在區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[4]。

為了緩解電網擾動等故障現象的凸顯，實施無功控制措施是非常必要的，為此，相關技術人員在對電網環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。

4 結論

綜上可知，隨著社會的不斷發展，為了滿足居民用電需求，逐漸將大量的光伏電站系統接入到電網中，誘發了電網損耗現象，且就此影響到了電能傳輸的高效性。為此，當代國家電網公司在可持續發展過程中為了穩固自身在市場競爭中的地位，應注重強調光伏電站低電壓穿越時無功控制措施的實施，最終由此來實現對電網無功現象的控制，并就此提升整體電網運行環境的穩定性、安全性，迎合當前社會發展需求。

參考文獻

[1]梁海峰，馮燕闖，劉子興，等.基于無差拍控制的光伏電站低電壓穿越技術的研究[J].電力系統保護與控制，2013，32（21）：110-115.

[2]賈利虎，朱永強，孫小燕，等.基于模型電流預測控制的光伏電站低電壓穿越控制方法[J].電力系統自動化，2015，14（7）：68-74.

[3]許志榮，楊蘋，鄭群儒，等.基于無功電流注入的光伏逆變器低電壓穿越策略[J].可再生能源，2015，11（9）：1317-1322.

[4]劉耀遠，曾成碧，李庭敏，等.基于超級電容的光伏并網低電壓穿越控制策略研究[J].電力系統保護與控制，2014，22（13）：77-82.