光伏发电系统并网点电压升高调整原理及方法

光伏发电系统并网点电压升高调整原理及方法
发表时间：2018-10-17T10:09:19.377Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：张振福孙帅陆凌
[导读] 摘要：伴随着我国光伏发电系统建设规模的不断扩大，为我国的电力系统提供了源源不断的电力能源。

（国网宁夏电力有限公司石嘴山供电公司宁夏石嘴山 753000）
摘要：伴随着我国光伏发电系统建设规模的不断扩大，为我国的电力系统提供了源源不断的电力能源。

在传统电力系统之中，主要就是从发电单元到负荷的反向传输模式，而大规模光伏发电系统的运行会引起电流潮流逆流的情况，不仅会使得PPC电压升高，影响电网供电质量，而且还会造成电网线路和设备损耗程度加剧，更加容易引发大面积停电故障。

所以必须要解决光伏发电系统并网点电压升高的问题，从而有保证光伏发电系统的稳定性。

关键词：光伏发电系统；并网点；电压升高；调整原理；方法
光伏发电系统是通过电力电子为接口，在中低压配电网中实现并网运行，而长久以来由于我国电力系统输配电网设计，采用的一直是发电单元到负荷之间的单向输配电系统设计方式，因此在光伏发电系统并网运行的过程中，很容易出现潮流逆流问题，从而导致光伏发电系统的公共连接点处于高压或者过高压状态，而这就会导致过载，为保障电网系统安全运行，强化光伏发电系统并网点电压升高调整原理及方法研究十分重要。

1光伏发电系统并网点电压升高的原理
为了能够有效的促进光伏发电系统并网供电，提高光伏企业的经济效益，而且在今后新能源改革与实践的过程中提供了创新的供电体系，进一步增强光伏发电系统的快速发展。

我国光伏发电系统经过多年的技术积累，已经能够满足运行需求。

由于光伏发电技术是全新的技术，所以伴随着我国对于光伏发电系统研究水平的不断提升，我国的光伏发电产业也有了全新的发展机遇，既能够为我国提供高效安全的供电系统，而且也能够有效的促进电网整体的供电容量。

在分布式光伏配电网中，如果渗透率不断上调，尤其是在低压配电网之中，很容易因为反射式低压配电网较弱而引起高光伏渗透配电。

出现这种现象的原因就是天气的变化。

一方面，多云的天气会严重影响光伏，导致光伏出现波动，引起电压下降。

或者在雷雨天气中，闪电的出现也会导致光伏发生剧烈的波动，导致光伏发电系统稳定性降低。

从而导致光伏潮流逆流引发电压问题，并且这些问题无法通过传统的变压器或者电力电气控制方式进行调整。

从目前来看，大多数的光伏发电系统都采用大容量逆变器，主要就是为了给电网系统之中增加有功功率，并且将最低功率集中在0.9之内。

当电网系统中的实际功率比逆变额定功率低时，剩余的功率就能够有效的实现无功率支持。

在电网并网的过程中，可以通过升压变压器的方式来进行，从而将低压电网或者中压电网与光伏系统进行连接，实现光伏发电系统并网发电，在这一过程中，光伏发电企业应该根据自身的特点来不断增强电压的精准度。

通过改变电路阻抗参数，创建储存能量的设备，进一步提高光伏发电系统的稳定性。

2光伏发电系统并网点电压升高调整原理
光伏发电系统并网运行过程中易出现电压升高问题，为此对高压进行调节限制十分必要，具体而言，我国对于供电电压允许偏差为高于或者等于35kv的正负电压的绝对值之和必须要控制在10%内，而低于或者等于10kv的三相供电压，电压偏差值必须要控制在士7%之前，同时220v的单向电压，整体的电压偏差必须要控制在-10~7%之间。

而光伏发电系统具有大规模应用特点，因此在进行电压调整时，则可以通过改善输电线路阻抗参数、配置储能参数以及改变光伏系统的功率输出等方式对光伏发电系统并网点电压升高问题进行调解。

但是在调解过程中，由于改善输电线路阻抗参数及配置储能参数这种调节方式，前期需要进行较大的投资，因此很难在电网系统大规模应用，而改变光伏系统的功率输出调整方式，功率改变的本质就是控制电压，因此改变光伏系统的功率输出是最为可行的一种方式，在本文中笔者主要是通过调整电压系统有功电流电压和无功电流电压，从而防止光伏发电系统并网运行出现高压问题。

3光伏发电系统并网点电压升高的调整对策
3.1有功电流电压调整方法
伏发电系统并网运行PCC电压升高，会导致大容量光伏发电系统并网输入大量的有功功率，因此在进行光伏发电系统电压升高调节时，对有功电流电压进行调节是一种可行的方式，可以最大限度的减少光伏发电系统的有功功率输出，从而将电压差限制在一定范围内。

具体而言，id与iq为不同光伏逆变器中输出的电流，而Uref和Uamp分别为PCC电压设定的参考值以及实际的测量值，而Icomp则是电压调整补充电流，Uampe则是电压偏差，因此在这个双二阶通用积分器同步坐标系所环中，可以测定出PCC的电压幅值和相位，通过两者之间的比较，我们就可以将有误差的电压通过PI调节器调整为理想的有功电流，同时通过设定参考值叠加的方式，对光伏逆变器中的有功电流参考值进行控制，从而实现PCC电压的有效调整，确保光伏发电系统在并网运行过程中，电压可以控住在合理的范围内。

3.2无功电流电压调整方法
除了采用有功电流电压调整系统电压之外，还可以采用无功电流电压来进行调整。

参考相关资料，确定要想利用无功电流电压调整PPC电压，关键在于提高电压调整精度与调整速度，也就是利用瞬间电压幅值与无功电流电压进行控制，即考虑光伏发电系统工作后的功率因数，此时光伏发电系统相当于电感吸收特性容量一定的电网无功功率，则PCC电压得到调整。

基于此，绘制无功电流电压调整控制框图，从此框图中可知PCC电压相位与幅值是判断其电压是否升高的关键，因此要借助双二阶通用积分器同步坐标锁相环来对PCC电压进行实时监测，之后利用电压PI调节器进行误差处理，从而得到无功电流参考值。

此时对逆变器进行有效控制，即可保证PCC电压在允许范围内。

4电压升高调整原理的实验验证
从理论角度来讲，无功电流电压调整原理及措施、有功电流电压调整原理及措施的实施的确能够有效地调整PCC电压，避免PCC电压升高现象的发生。

为了进一步确定以上两种措施的可行性，在此需要对光伏发电系统并网逆变器瞬时电压幅值调整策略，即电流控制的电压调整策略加以验证。

具体的做法是搭建3kW实验平台，确定系统主电路及控制电路的参数，分析PCC本地负载切除后PCC电压升高的暂态波动图形。

笔者经过合理配置参数，得到PCC电压升高的暂态波动图形，其反映的信息如下：PCC负载突然切除后，光伏发电系统并网电流增加，相应的线路电阻增加，此时假设大电网的电压是相对恒定的，那么有电网电压与线路阻抗电压之和形成了PCC电压升高的现象。

5结语
本文通过光伏发电系统并网点电压升高的调整原理及策略进行深入的研究，从而更好的说明了光伏发电系统并网点电压升高的原理，而且还进一步提供了有功功率和无功功率两种光伏发电系统并网点电压升高的调整对策。

要想保证光伏发电系统并网点电压的调节质量，
就必须全面的掌握光伏发电系统运行的机制，并且根据不同的逆变器的性能选择合适的逆变器，从而更好的促进光伏发电技术以及光伏企业的可持续发展，进一步提高我国光伏发电的水平。

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