光伏發(fā)電系統強化電壓控制效果

來(lái)源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2022-11-24 10:00:04

針對電力網(wǎng)而言，伴隨著(zhù)分布式發(fā)電的功率的愈來(lái)愈大，分布式發(fā)電對電力網(wǎng)的危害也慢慢增加，針對分布式光伏發(fā)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(wù)必將分布式光伏發(fā)電機構納入總體電力網(wǎng)的時(shí)尚中來(lái)調查和管理方法。將來(lái)光伏發(fā)電接入電力網(wǎng)的關(guān)鍵規定便是光伏發(fā)電站接納電力網(wǎng)調度、即時(shí)監控器及其參加電力網(wǎng)管理方法，那樣才可以提升電力網(wǎng)運作的可靠性和電力網(wǎng)調度的靈活性。

1.可能影響分布式光伏電源并網(wǎng)。

1.1諧波干擾。

光伏電站產(chǎn)生的諧波主要來(lái)自光伏逆變器。如圖1所示，是光伏電源的并網(wǎng)接線(xiàn)圖。在逆變器運行過(guò)程中，會(huì )形成諧波，對電能質(zhì)量的威脅如下:

（1）當諧波形成時(shí)，會(huì )導致旋轉電機運行受阻，增加運行損失；其次是機械振動(dòng)、噪聲和諧過(guò)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(huán)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(guò)變壓器時(shí)，會(huì )發(fā)生諧振，會(huì )造成變壓器的損傷。

（3）交流電網(wǎng)中的電壓畸變將形成變流器控制角度的不同問(wèn)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(huì )導致更換相位設備損壞。

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

(5)在運行過(guò)程中，諧波會(huì )干擾繼電保護，自動(dòng)操作系統，導致誤動(dòng)和拒動(dòng)等問(wèn)題。

1.2電壓波動(dòng)。

受天氣危害，光伏電站功率曲線(xiàn)線(xiàn)會(huì )隨著(zhù)云容量、溫度等轉變而波動(dòng)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(huì )造成照亮白熾燈和電視畫(huà)面的閃爍，使大家造成視覺(jué)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(shí)，會(huì )造成電動(dòng)機旋轉不穩定難題，乃至毀壞電子器件，對電架產(chǎn)生比較比較比較嚴重的公害威協(xié)。

1.3三相電壓不平衡。

逆變器三相在故障情況下可能會(huì )引發(fā)不對稱(chēng)和缺相，導致三相電壓不對稱(chēng)?？紤]到光伏電站輔助系統中的單相負載非常小，可能考慮實(shí)際的三相電壓不平衡。

2電力質(zhì)量控制措施。

2.1中央控制。

2.1.1提高配電網(wǎng)絡(luò )調度的協(xié)調性。

配電網(wǎng)在具體接納調度指令時(shí)，將采用指令響應對策，分布式光伏發(fā)電系統軟件給與連動(dòng)，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(xié)，從而產(chǎn)生功率不匹配難題，減少調度指令實(shí)際效果，危害著(zhù)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(shí)際效果，提高配電網(wǎng)調度指令實(shí)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(wǎng)絡(luò )將產(chǎn)生不少于10%的電壓偏差問(wèn)題，對于光伏發(fā)電系統進(jìn)行電壓調節措施，強化電壓控制效果。對于光伏并網(wǎng)運行時(shí)實(shí)際產(chǎn)生并網(wǎng)功率，進(jìn)行的有效處理措施是：在控制方案中重新對無(wú)功補償容量開(kāi)展容量減少，以此科學(xué)避免逆變器過(guò)流問(wèn)題，比如輸入后動(dòng)態(tài)無(wú)功補償范圍從感知性20mvar到容感性20mvar。在保證最佳發(fā)電(光伏逆變功率因數為1.00)的情況下，完全可以滿(mǎn)足光伏電站(含110kV出線(xiàn))的無(wú)功需求，在保證最佳發(fā)電(光伏逆變功率因數為1.00)的情況下，提高光伏電站并網(wǎng)無(wú)功電壓控制能力，并優(yōu)化光伏電站運行的電壓質(zhì)量，確保電網(wǎng)的電壓波動(dòng)符合國家標準要求。

2.1.3儲能元件荷電狀態(tài)優(yōu)化。

基于光伏發(fā)電系統的運行能力，全面提高其運行質(zhì)量，以運行的穩定性和抗干擾能力為切入點(diǎn)。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(lái)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(dòng)控制的效果。

2.2本地控制。

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

以光伏電站為例進(jìn)行案例分析。

3.1仿真模型搭建。

以某分布式光伏發(fā)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(wǎng)調度方案，有序進(jìn)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(xiàn)電壓，以直流方式運行，具有很強的穩定性。當配電網(wǎng)以功率為主題，發(fā)出調度指令時(shí)，系統執行程序，借助模擬驗證獲取科學(xué)的調度程序。模擬實(shí)驗現象：當響應時(shí)間值為[0.1,0.2]秒時(shí)，系統將在短時(shí)間內提高光伏陣的運行功率；當響應時(shí)間值為[0.2,0.4]秒時(shí)，分布式光伏的調節項目為無(wú)功和有功兩種調度效果?；陔娙萜骶哂懈玫膮f(xié)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(yōu)化方法可以提高功率響應速度，使其在前饋環(huán)節中得到優(yōu)異的運行效果，科學(xué)避免母線(xiàn)電壓產(chǎn)生浮動(dòng)問(wèn)題。

調頻模式3.2.2。

以配電網(wǎng)絡(luò )頻率調整為模擬主題，在進(jìn)行實(shí)驗時(shí)發(fā)現，如果頻率偏移，光伏電源將與頻率調整相同，以提高母線(xiàn)電壓的運行效果。在配電網(wǎng)絡(luò )系統中執行頻率調整程序時(shí)，應以800伏特電壓為基本條件，科學(xué)控制電壓偏差，將偏差控制在0.625%以?xún)?，以確保母線(xiàn)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(shí)驗中，根據母線(xiàn)電壓運行條件，科學(xué)調整配電網(wǎng)絡(luò )設置電壓，確保配電網(wǎng)絡(luò )電壓優(yōu)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(wú)功功率做出反應，并將其輸送到配電網(wǎng)系統。

4結論

綜上所述，基于配電網(wǎng)絡(luò )的電能質(zhì)量保證，對各種調節功能進(jìn)行了優(yōu)化設計，提出了中心和地方控制措施。借助模擬實(shí)驗過(guò)程，我們可以找到中心，這兩個(gè)地方控制措施是可行的，有效地完成科學(xué)調整光伏并網(wǎng)儲能元件的程序，有效提高直流母線(xiàn)電壓運行的抗干擾能力，有效提高配電網(wǎng)絡(luò )電能運行質(zhì)量。