光伏發電系統強化電壓控制效果

來源:投稿網 時間:2022-11-24 10:00:04

針對電力網而言，伴隨著分布式發電的功率的愈來愈大，分布式發電對電力網的危害也慢慢增加，針對分布式光伏發電的指標值規定不可以只局限于電壓、電流量、功率因數、島嶼、諧波波、閃變、短路能力等傳統的要求，還務必將分布式光伏發電機構納入總體電力網的時尚中來調查和管理方法。將來光伏發電接入電力網的關鍵規定便是光伏發電站接納電力網調度、即時監控器及其參加電力網管理方法，那樣才可以提升電力網運作的可靠性和電力網調度的靈活性。

1.可能影響分布式光伏電源并網。

1.1諧波干擾。

光伏電站產生的諧波主要來自光伏逆變器。如圖1所示，是光伏電源的并網接線圖。在逆變器運行過程中，會形成諧波，對電能質量的威脅如下:

（1）當諧波形成時，會導致旋轉電機運行受阻，增加運行損失；其次是機械振動、噪聲和諧過電壓，這將影響電力供應的穩定性。

（2）諧波電流可以提高變壓器繞組的損耗值，使其處于較高的溫度環境中。在一定程度上，諧波增加了變壓器的運行噪聲，諧波源形成的諧波電流，在通過變壓器時，會發生諧振，會造成變壓器的損傷。

（3）交流電網中的電壓畸變將形成變流器控制角度的不同問題。在積極反饋的作用下，提高系統電壓異常的可能性，導致整流器運行不良，嚴重情況下會導致更換相位設備損壞。

（4）諧波會導致電容器局部放電，并且很容易與無功補償電容器組產生諧振或諧波放大，損壞電容器，也會導致電纜過載或過電壓。

(5)在運行過程中，諧波會干擾繼電保護，自動操作系統，導致誤動和拒動等問題。

1.2電壓波動。

受天氣危害，光伏電站功率曲線線會隨著云容量、溫度等轉變而波動性轉變，造成電架電壓的起伏。頻率在1～10Hz中間中間的電壓起伏會造成照亮白熾燈和電視畫面的閃爍，使大家造成視覺效果不適感，這種干擾叫閃爍或閃變(flicker)。當閃變現象較為強烈時，會造成電動機旋轉不穩定難題，乃至毀壞電子器件，對電架產生比較比較比較嚴重的公害威協。

1.3三相電壓不平衡。

逆變器三相在故障情況下可能會引發不對稱和缺相，導致三相電壓不對稱。考慮到光伏電站輔助系統中的單相負載非常小，可能考慮實際的三相電壓不平衡。

2電力質量控制措施。

2.1中央控制。

2.1.1提高配電網絡調度的協調性。

配電網在具體接納調度指令時，將采用指令響應對策，分布式光伏發電系統軟件給與連動，對于逆變器運作期內造成的輸出功率，執行調度指令的執行程序流程。殊不知，在這期間，調度指令的執行程序流程，帶有不平穩、漸變等特性，對光伏顯示陣列運作的功率參數造成威協，從而產生功率不匹配難題，減少調度指令實際效果，危害著光伏電池軟件可以輸出功率的最大值。以超級電容為基礎，提升儲能器設備運作難題的決策實際效果，提高配電網調度指令實行的系統軟件相互配合。

2.1.2采用低壓穿越形式。

在日常運行中，配電網絡將產生不少于10%的電壓偏差問題，對于光伏發電系統進行電壓調節措施，強化電壓控制效果。對于光伏并網運行時實際產生并網功率，進行的有效處理措施是：在控制方案中重新對無功補償容量開展容量減少，以此科學避免逆變器過流問題，比如輸入后動態無功補償范圍從感知性20mvar到容感性20mvar。在保證最佳發電(光伏逆變功率因數為1.00)的情況下，完全可以滿足光伏電站(含110kV出線)的無功需求，在保證最佳發電(光伏逆變功率因數為1.00)的情況下，提高光伏電站并網無功電壓控制能力，并優化光伏電站運行的電壓質量，確保電網的電壓波動符合國家標準要求。

2.1.3儲能元件荷電狀態優化。

基于光伏發電系統的運行能力，全面提高其運行質量，以運行的穩定性和抗干擾能力為切入點。應采取的有效措施是：確保電壓值的標準化，加強電壓運行的連續性，并采取有效的控制措施；如果電容器的運行電壓較小，可以采用充電計劃來提高補充電壓的效果；如果運行電壓較高，應有效釋放電能，防止其超出標準范圍。因此，在恒定功率原理的幫助下，加強充放電的有效性，提高電容器能量自動控制的效果。

2.2本地控制。

如圖2所示，作為配電網局部控制的結構圖。根據配電網局部控制的實際組成，可采取的有效控制措施，科學調整電容器與逆變器設備的配合度。

以光伏電站為例進行案例分析。

3.1仿真模型搭建。

以某分布式光伏發電工程為案例，總裝機容量為60MWP，具體數據如下：A.逆變容量：等值處理前容量為40kW，等值處理后容量為1920kW。B.變壓器數量：等值處理前容量為6×8=48，等值處理后容量為1。C.變壓器數量：等值處理前容量為1600kVA，等值處理后容量為1600kVA。D.變壓器數量：等值處理前容量為1，等值處理后容量為1。

3.2模擬分析。

調度模式3.2.1。

結合具體情況制定的配電網調度方案，有序進行模擬試驗，驗證該方案的可行性。光伏供電本身運行的母線電壓，以直流方式運行，具有很強的穩定性。當配電網以功率為主題，發出調度指令時，系統執行程序，借助模擬驗證獲取科學的調度程序。模擬實驗現象：當響應時間值為[0.1,0.2]秒時，系統將在短時間內提高光伏陣的運行功率；當響應時間值為[0.2,0.4]秒時，分布式光伏的調節項目為無功和有功兩種調度效果。基于電容器具有更好的協調能力，有助于維持光伏調度指令響應和執行的穩定性。這種優化方法可以提高功率響應速度，使其在前饋環節中得到優異的運行效果，科學避免母線電壓產生浮動問題。

調頻模式3.2.2。

以配電網絡頻率調整為模擬主題，在進行實驗時發現，如果頻率偏移，光伏電源將與頻率調整相同，以提高母線電壓的運行效果。在配電網絡系統中執行頻率調整程序時，應以800伏特電壓為基本條件，科學控制電壓偏差，將偏差控制在0.625%以內，以確保母線電壓運行的抗干擾能力。

3.2.3低壓模式。

在低壓模式模擬實驗中，根據母線電壓運行條件，科學調整配電網絡設置電壓，確保配電網絡電壓優化的有效性。如果光伏系統的運行電壓不大于0.98un，逆變器將對系統運行形成的無功功率做出反應，并將其輸送到配電網系統。

4結論

綜上所述，基于配電網絡的電能質量保證，對各種調節功能進行了優化設計，提出了中心和地方控制措施。借助模擬實驗過程，我們可以找到中心，這兩個地方控制措施是可行的，有效地完成科學調整光伏并網儲能元件的程序，有效提高直流母線電壓運行的抗干擾能力，有效提高配電網絡電能運行質量。