光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行并網(wǎng)點電壓升高調(diào)整研究

羅威

【摘 要】光伏產(chǎn)業(yè)作為新能源改革的代表產(chǎn)業(yè)，是國家產(chǎn)業(yè)扶持和推廣的代表。隨著近年來光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進步，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)現(xiàn)迅猛。筆者首先對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的概念和工作機制進行分析，并對光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行并網(wǎng)點電壓升高調(diào)整問題展開研究，為光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓升高調(diào)整提供資料參考。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)點；電壓升高；調(diào)整研究

我國光能源分布均勻，具有極高的光伏產(chǎn)業(yè)開發(fā)前景。新能源改革實施以來，我國大力推進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大量社會資本也流入光伏產(chǎn)業(yè)鏈，極大的促進了我國光伏發(fā)電技術(shù)的進步。光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)是光伏企業(yè)將生產(chǎn)的電能轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益的關(guān)鍵，當(dāng)今國內(nèi)光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，省掉了蓄電池作為儲能介質(zhì)，極大的提高了電能供應(yīng)質(zhì)量和效率，更是為光伏企業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。我國光伏產(chǎn)業(yè)仍然屬于新興產(chǎn)業(yè)，其發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行仍然存在一些問題，如何對光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行并網(wǎng)點的電壓升高進行調(diào)整，更是影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效能的提高，因此，如何對并網(wǎng)點電壓升高實現(xiàn)有效調(diào)整，已經(jīng)成為光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行電壓建設(shè)中重點研究和實踐的課題。

一、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

（一）概念

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將光伏發(fā)電系統(tǒng)與常規(guī)電網(wǎng)連接，共同承擔(dān)供電任務(wù)。當(dāng)日照情況良好，發(fā)電系統(tǒng)將所制成的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，并入電網(wǎng)供電。而當(dāng)光照不好時，負載全部由電網(wǎng)供給。當(dāng)前的光伏并網(wǎng)發(fā)電，省掉了蓄電池作儲能和釋放過程，減小了能量的能耗。該系統(tǒng)能夠控制并網(wǎng)電波的波形和頻率，使電網(wǎng)輸送電波的頻率與波形與電網(wǎng)供電要求一致。該系統(tǒng)能夠?qū)搽娋W(wǎng)發(fā)揮調(diào)峰作用，并降低整個電網(wǎng)系統(tǒng)的斷電率。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用前景廣泛，隨著逆變器制造技術(shù)的發(fā)展，太陽能發(fā)電效率將得到進一步提高，為光伏電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

（二）并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由太陽能發(fā)電系統(tǒng)、光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變電源裝置等組成。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在工作中，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為直流電能，逆變電源會將直流電能轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)同頻交流電能饋入電網(wǎng)，從而實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。該系統(tǒng)能夠提高光伏系統(tǒng)發(fā)電效能，將綠色的太陽能轉(zhuǎn)化為點恩能夠，符合我國社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，還相當(dāng)于將光照充足時段的電能儲存在電網(wǎng)中，從而為企業(yè)日常用電提供保障。隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)今的光伏電池組件還能夠與建筑完美結(jié)合，不僅能夠降低建設(shè)費用和建筑運營成本，還能夠提高建筑的節(jié)能環(huán)保屬性，適應(yīng)市場的需求。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在光伏產(chǎn)業(yè)中的運用，有利于增強電力系統(tǒng)抵御戰(zhàn)爭和自然災(zāi)害的能力，還能夠有效降低線路損耗。

（三）光伏發(fā)電系統(tǒng)并末電壓的應(yīng)用

近年來，我國光伏發(fā)電技術(shù)日益成熟，但光伏發(fā)電卻受天氣影響其發(fā)電質(zhì)量會產(chǎn)生一定的波動。這種波動將會導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)供應(yīng)的電能出現(xiàn)不穩(wěn)定，如果不采取有效的措施，將會導(dǎo)致電網(wǎng)供電電壓不穩(wěn)，影響用戶正常的用電設(shè)備使用。尤其是多云天氣和雷雨天氣情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)點電壓穩(wěn)定性會受到極大的影響。想要解決這種影響，單獨考變壓器或傳統(tǒng)的電壓控制方式是無法實現(xiàn)的，大容量逆變電源的出現(xiàn)，則解決了光伏發(fā)電系統(tǒng)的這一問題。當(dāng)前我國光伏發(fā)電系統(tǒng)中所用的逆變電源，主要是為電網(wǎng)輸送額定有用功率，這種方式對電壓控制效果較好，并且也符合經(jīng)濟性要求。但由于低配電網(wǎng)中電力阻抗會有一定變化形式，因此低配電網(wǎng)中無功調(diào)壓效果會比電壓等級比較高的網(wǎng)絡(luò)小很多 ， 在逆變器正常運行的情況下 ， 網(wǎng)點電壓的控制能力也要受到變壓器或者線路容量這兩項因素制約。

二、電壓升高和調(diào)高原理分析

（一）電壓升高和調(diào)高原理

實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)供電，是幫助光伏企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益的途徑。我國在新能源改革中，通過一系列供電體制改革政策的實施，推進了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。作為一項新技術(shù)，國內(nèi)的技術(shù)水平已經(jīng)逐步趕上西方發(fā)達國家，我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來也得到了前所未有的發(fā)展機遇。為了確保供電系統(tǒng)的整體安全性能，電網(wǎng)運營商必須采用升壓變壓器隔離的方法，將光伏系統(tǒng)供電接入到低壓或中壓電網(wǎng)中。這就要求電網(wǎng)運營單位對光伏企業(yè)供電采取特殊的并網(wǎng)方式，而光伏企業(yè)也需要結(jié)合自身的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)對電壓較為準確的調(diào)整。為了實現(xiàn)這一目的，就要逐漸改善電路阻抗參數(shù)，并配置儲能裝置，最后還要控制好光伏發(fā)電系統(tǒng)中的有用功率和無用功率，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟適用性。

（二）光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓升高調(diào)整策略

1.有功電流電源的調(diào)整及調(diào)整方略。

在光伏并網(wǎng)發(fā)電運行中，難免會出現(xiàn)PCC電壓升高的現(xiàn)象，這回導(dǎo)致大量的有功功率產(chǎn)生，并導(dǎo)致系統(tǒng)容量加大。在使用中必須盡量保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，在并網(wǎng)發(fā)電前做好電壓和電流的調(diào)整和控制。限制時運用有功電流限制方略時，要求了解到實驗過程中的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)波形圖，當(dāng)PCC本地負被隔離，濾波器與電網(wǎng)所連接的公共耦合點能夠在短時間內(nèi)電壓升高，同時要求電壓調(diào)整器控制電壓狀況，增強PCC的整體控制力度，所以控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)也得到最為有效的控制。電壓調(diào)整方式是穩(wěn)態(tài)波形，也就說當(dāng)前系統(tǒng)是穩(wěn)定運行模式，隨著時間推移輸出的功率正在逐漸減少，電壓整體偏差會出現(xiàn)回歸為零的情況。

2.無用功電流電源調(diào)整原理及策略。

無用功電流的電源調(diào)整，通常采用雙二階通用積分檢測濾波器與電網(wǎng)所連接的公共耦合點電壓的相位和浮動值，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)電壓無功補償調(diào)節(jié)的目的，并實現(xiàn)對濾波器與電網(wǎng)所連接的公共耦合點電壓的動態(tài)調(diào)整。在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電中，PCC本地負載被切除時逆變器將會不工作，導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)失效。為了解決這一問題，可以采用動態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)方式，當(dāng)有功電流被調(diào)整后，使光伏發(fā)電系統(tǒng)仍然作用于單位功率因素，實現(xiàn)對電壓的精度控制。

（三）光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)用逆變器的選擇

逆變器是對光伏發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)點電壓調(diào)節(jié)的重要設(shè)備，選擇逆變器，首先要根據(jù)整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的各項技術(shù)指標(biāo)并參考生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品樣本手冊來確定。一般還要重點考慮額定輸出功率、輸出電壓的調(diào)整性能、整機效率、啟動性能等。輸出額定功率代表了光伏逆變器的負載供電能力，合理的逆變器選擇時保證電壓調(diào)節(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵。而輸出電壓調(diào)節(jié)性能則代表了逆變器的穩(wěn)壓性能，穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣影響了輸出電壓偏差的百分率。

綜上所述，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了社會的關(guān)注和國家大力的政策支持。并網(wǎng)點電壓升高調(diào)整作為影響光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)推進和發(fā)展的關(guān)鍵問題，更是受到科研單位和光伏產(chǎn)業(yè)的高度重視。為了提高對并網(wǎng)點電壓升高調(diào)整的質(zhì)量，就一定要把握好光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的運行機制，并針對不同的系統(tǒng)采取不同的調(diào)整手段，不斷提高電壓升高調(diào)整質(zhì)量，為光伏企業(yè)的技術(shù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

參考文獻：

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