光伏發電系統并網點電壓調整機制與優化對策

曹 磊 曾 鵬

（中機國際工程設計研究院有限責任公司）

光伏發電系統并網點電壓調整機制與優化對策

曹 磊 曾 鵬

（中機國際工程設計研究院有限責任公司）

光伏發電產業是新能源產業改革的代表，也是我國大力支持及推廣的產業。近年來隨著光伏發電技術的進步，我國光伏產業也在迅速的發展。本文就主要針對光伏發電系統中并網點電壓的升高原因從傳輸理論方面進行了分析，并且淺析了光伏發電系統中電壓調整的重點、原理及方法，然后為并網點電壓調整提出了有效的優化對策。

光伏發電系統；并網點電壓；調整機制及優化對策

隨著大規模光伏發電系統并網的運行，也提高了光伏發電容量占據系統的總容量，影響著電力系統。傳統的電力系統傳輸電力的設計是從發電單元到負荷的反向傳輸，大規模的光伏發電系統并網運行會導致潮流你留，使PPC電壓升高，影響了當地負荷電壓的供電質量，也損耗了線路及變壓器設備，使系統過載，影響了光伏發電系統的滲透率。所以就要對PPC電壓進行控制，以傳統電力系統電壓調整為基礎，通過光伏發電系統從根本解決此問題。

一、光伏發電系統并網電壓的應用

目前我國光伏發電技術已經逐漸邁入成熟階段，分布式光伏在配電網中出現了滲透率上調的情況，尤其是在低壓配電網中。在發展過程中使用較弱反射式低壓配電網時出現高光伏滲透配電，其原因可能是由于天氣的變化，多云會使光伏出現劇烈的波動，這時電壓會下降，閃電會降低系統的穩定性。這些情況的出現都會使光伏具有高承載，導致初選潮流逆流從而出現電壓問題。那么這些問題只靠傳統的變壓器或者電力電氣等控制方式是不能及時作出調整的。

目前所使用的大容量逆變器是為電網注入額定的有功功率，將最低功率集中在0.9，在實際功率比逆變額定功率小的情況下，剩余的功率就能夠實現過程中的無功率支持。比如在研究接入光伏觸發高電壓問題的時候，使用逆變器是不能有效解決這一問題的，如果低壓配電網中電力阻抗發生變化，使低壓配電網中的無功調壓效果小于電壓等級較高的網絡，逆變器正常運行的基礎上，變壓器及線路容量能夠影響網點電壓的控制能力。【1】

二、光伏發電系統并網點電壓升高及優化策略

1、光伏發電系統并網點電壓升高原理

使光伏發電系統并網供電，可以提高光伏企業的經濟效益。目前我國正在進行新能源的改革，實施一系列創新的供電體系，促進了光伏發電系統的發展。光伏發電技術是一項全新的技術，隨著多年的發展，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業也有了全新的機遇。為了提高供電系統的整體的安全性能，電網運行商就要使用升壓變壓器隔離的方式，將低壓電網或者中壓電網中接入光伏系統，那么電網運行商就要使用并網的形式進行，光伏企業就要根據自身的特點，使電壓具有精準性。為了能夠滿足其需求，就要改變電路阻抗參數，創建儲存能量的設備，控制光顧發電系統中的無用功率及有用功率，使光伏發電系統具有經濟實用型。【2】

2、光伏發電系統并網點電壓升高調整對策

（1）有功功率。在光伏發電系統的運行過程中，會出現PCC電壓過高的問題，就會產生大量的有功功率，使系統容量出現超負荷狀態。在使用過程中要使光伏發電系統的供電穩定，并且在并網發電前控制及調整好電壓和電流。使用有功限制策略進行限制應用，全面掌握實驗過程的穩定及暫停波形圖，通過圖 1可以了解到，在PCC本地負被隔離一，PCC會在短時間升高電壓，另外還能使調整器控制電壓，提高PCC的控制效率，控制系統的動態響應也也能進行控制。電壓的調整方式為穩定波形，那么就表示目前系統的運行狀態處于穩定模式，隨著時間的變化，輸出的電壓也在不斷的減少，最后電壓整體會出現歸零的情況，這就說明系統功率是在單位因子范圍中運行的。

（2）無功功率。無用功電流電源的調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數值，可以比較粗電壓處于瞬間狀態的幅值及鎖定后的幅值，其中的誤差通過調節以后能夠取得電壓調節的無功補償，逆變器的整體數值受到疊加設定之后的無功電流控制，從而調整PCC。

首先將PCC的電壓狀況做好調整，在此過程中也會出現暫停及穩定的波形圖，在PCC本地負載切除時，逆變器吸收不到任何功率，所以對于PCC的功率不能進行調整，電壓值歸零的時候，系統中的單位功率將不能正常運行，會導致整體功率因數大大降低。那么可以使用動態響應調節的方式，在調整有功電流之后，使光伏發電系統能夠在單位功率因素中作用，有效控制電壓的進度。

（3）對比。在調整有功電壓及無功電壓的時候，有功電壓比無功電壓的響應快，在對無功電壓調整之后，光伏發電系統仍然在單位功率因數中。反過來就會使整個單位功率因數遭到制約，尤其是在電壓精度被控制的時候，有功電壓及無功電壓都有較好的控制。如果從經濟方面進行考慮，無功電壓的控制具有較好的經濟收益。

圖1 暫停狀態波形圖

3、選擇光伏發電系統并網逆變器

在光伏發電系統并網點電壓調節中，逆變器是最重要的調節設備。在選擇光伏發電系統并網逆變器的時候，要根據光伏發電系統的整體技術指標及廠商提供的產品手冊來選擇，另外還要考慮其他因素，比如整機效率、額定輸出功率、啟動性能、輸出電壓等。額定輸出功率指的是光伏逆變器的負載供電能力，選擇合理的逆變器能夠有效提高電壓調節的質量。輸出電業調節性能指的是逆變器的穩壓性能，其與輸出電壓的偏差有著重要的聯系。【3】

三、結束語

目前我國光伏發電技術屬于新型產業，在光伏發電技術的發展中也受到了國家及社會的大力支持，調整光伏發電系統并網點電壓可以有效促進光伏發電產業的持續發展，其也受到了相關科研單位及光伏企業的關注。要想有效提高光伏發電系統并網點電壓調整的質量，就要全面掌握光伏發電系統并網點的運行機制，根據不同的系統制定不同的優化對策，以此提高電壓調整質量，使光伏發電技術及光伏企業可持續發展。

[1]周家軍.光伏發電系統并網點電壓升高調整原理及策略[J].科學家,2016,4(3):34-35.

[2]溫媛媛,孫小娟.探討光伏發電系統并網點電壓升高調整策略[J].建筑工程技術與設計,2016(12).

[3]黃欣科,王環,王一波,等.光伏發電系統并網點電壓升高調整原理及策略[J].電力系統自動化,2014,38(3):112-117.

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1007-6344（2017）02-0340-01