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光伏电站低电压穿越技术

2016-12-12

       光伏电站低电压穿越技术(LowVoltageRideThrough,LVRT)是指电网因故障发生短路,导致电压跌落时,光伏逆变器可以保持不脱网,甚至向电网注入一定的无功功率,帮助电网恢复,提供动态电压支撑,穿越短路故障时,保证电网稳定正常运行。目前,为了防止光伏电站因电网发生故障导致电压跌落时引起整个电网崩溃,导致大面积停电,国家能源局、国家电网公司要求,并网发电的光伏逆变器必须具备低电压穿越功能,以确保电网稳定运行,否则不能并网。
       光伏电站的低电压穿越能力需要由逆变器实现,因此低电压穿越技术的核心是光伏逆变器的低电压穿越能力,它可以不需要额外增加硬件设备,通过改变光伏逆变器的控制策略就可以实现。
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       光伏逆变器LVRT控制策略。与风电场类似,光伏电站在电网故障期间需要保持一定时间不脱网,而不同的是,由于没有转动部分,在电网故障导致低电压期间光伏电站的逆变器直流侧母线电压不会增大很多,在达到开路电压Uoc以后,逆变器的输出就为零,直流侧电压不会继续增大。因此制约光伏电站低电压穿越能力的主要是光伏逆变器输出的交流电流,不应过流而导致光伏逆变器跳开,所以既要保持逆变器不脱网,又不能损坏逆变器。由于电压跌落期间逆变器输出的电流主要是有功分量id,因此使输出电流不过流(一般不超过额定电流的1.1倍)主要是控制电流内环的有功电流给定值i*d,从而控制id不过流。在必要时可以降低id从而留出电流裕度用以输出无功电流iq。其控制策略如图4所示。
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       总的来说,光伏电站实现低电压穿越的重要性和必要性。对于大中型光伏电站,国家电网公司出台的《光伏电站接入电网技术规定》(企标)明确指出:“大中型光伏电站应具备一定的低电压穿越能力;电力系统发生不同类型故障时,若光伏电站并网点考核电压全部在图中电压轮廓线及以上的区域内时,光伏电站应保证不间断并网运行;否则光伏电站停止向电网线路送电。”

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