光伏电站低电压穿越时的无功控制策略探讨

王超+赵龙+刘强+李宇光

摘 要 随着我国经济的不断发展，其对光伏电站低电压穿越时控制措施的实施提出了更高的要求，因而在此基础上，为了打造良好的电网运行空间，要求电力部门在对光伏电站进行操控过程中应注重以RTDS实时仿真系统平台的搭建形式全面掌控到无功策略实施现状，并及时发现无功设备运行过程中凸显出的相应问题，对其进行有效处理。本文从并网光伏电站低电压穿越要求分析入手，并详细阐述了无功控制策略的实现。

关键词 光伏电站；低电压；无功控制

中图分类号 TM6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0182-01

大量光伏接入电网的现象威胁到了电网运行环境的安全性、稳定性，因而在此基础上，为了确保光伏发电系统基于电压脱落故障的基础上不脱离电网，要求相关技术人员在对光伏发电系统进行操控过程中应注重提高系统低电压穿越能力，即LVRT，由此实现系统的稳定运行，并就此满足当前居民生活、生产用电需求。以下就是对光伏电站低电压穿越时无功控制策略的详细阐述，望其能为当前电网运行环境的不断完善提供有利的文字参考。

1 并网光伏电站低电压穿越要求

就当前的现状来看，并网光伏电站低电压穿越要求主要体现在以下几个方面：

第一，我国光伏电站在可持续发展过程中逐渐呈现出“分散开发、低电压就地接入”与“大规模开发、中高压接入”并存的发展特点，因而在实践运行过程逐渐呈现出不稳定的运行状态。因而在此基础上，为了提高电网运行环境的稳定性，要求国家电网公司在实践运营过程中应注重结合《光伏电站接入电网技术规范》中要求，对光伏电站运行状况进行实时监控，并确保其始终处在不间断并网运行的状态下。

第二，在并网光伏电站低电压穿越过程中亦应注重将最低电压值ULO维持在等于额定电压0.9倍的状态下，同时设定光伏电站运行区域时间T1为1s、T2为3s，最终由此满足电网运行需求，达到最佳的运行状态。

第三，并网光伏站低电压穿越过程中要求无功电流为0，因而相关技术人员在对光伏发电系统进行操控过程中应注重确保其故障后无功电流为IB=kIN（△U/UN）（k≥2），由此满足电网运行需求，形成稳定的电网运行状态。

2 光伏电站低电压穿越时的无功控制策略

2.1 无功控制策略的基本思想

当大量的光伏系统接入到电网运行环境中时，将就此诱发扰动或故障现象，为此，部分国家电网公司在对电网运行环境进行操控过程中致力于将无功补偿装置置入到光伏电站环境下，最终由此缓解了电网故障问题，但忽视了光伏逆变器性能的发挥。因而在此基础上，为了打造良好的电网运行空间，应注重在10kV或者35kV交流母线接入电网中时，以无功整定的形式将控制点电压变化情况转化为无功输出参考值，且依据逆变器无功输出参考信号，支撑控制点电压，达到最佳的系统运行效果。同时，在无功控制策略基本思想设定过程中亦应注重明晰光伏逆变器所发出的无功功率，即：Qrefi=QrefQimax/Qtotalmax[1]，并明晰Qref、QL、Qtotalmax分别表示无功参考量、逆变器无功功率极限、光伏电站无功功率极限，最终就此支撑无功控制措施的实施。

2.2 平台搭建控制措施

光伏逆变器在无功控制过程中起着至关重要的影响作用，因而在此基础上，当前国家电网公司在对电网运行环境进行操控过程中应着重提高对此问题的重视程度，并注重在无功控制措施实施过程中搭建三相六桥并网拓扑结构，从而由此实现光伏直流电向三相交流电的转变。同时，由于在光伏电站运行过程中逆变器输出关系着低电压穿越效果，因而在平台搭建控制措施实施过程中应注重强调对内环有功电流进行控制，且实时控制有功电流给定值，规避输出电流不标准现象的凸显影响到系统整体运行状态。例如，某电网公司在对光伏电站进行操控过程中即依据自身电网运行状况制定了平台搭建控制措施，从而在并网点交流侧电压瞬间下降80%的故障现象发生时，光伏电站仍未发生脱网现象，即处在稳定的电网运行状态[2]。同时，该电网公司在平台搭建措施实施过程中，亦注重强调向电网输出0.1pu无功功率，最终将并网控制点电压落差由原有的0.8倍调整至0.6倍，满足了电网运行需求。

2.3 无功控制措施

在光伏电站低电压穿越时强调无功控制措施的实施亦是至关重要的，为此，应注重从以下几个层面入手：

第一，国家电网公司在对光伏电站低电压穿越环境进行操控过程中应注重将“满足功率因素要求”设定为控制目标，同时注重强调对35kV变压器功率因素的控制，且确保变压器始终处在滞后0.95s的运行状态，由此规避电网损耗现象的凸显，达到最佳的电网运行状态[3]。

第二，在无功控制措施实施过程中注重强调对输电损耗的计算亦是至关重要的，为此，国家电网公司相关工作人员在对电网运行环境进行操控过程中应注重严格遵从计算公式：△P=R·P2U2+Q2U2，同时结合线路压降计算公式：△U=（P·R+Q·X）U，且R、X、U分别表示线路电阻、线路电抗、母线电压，由此在计算过程中获取到输电损耗信息，继而以“无功切除”或“无功投入”两种形式对区域无功现象进行控制，达到最佳的控制状态。从以上的分析中即可看出，在电网运行过程中落实无功补偿措施是非常必要的，为此，应提高对其的重视程度。

3 无功控制策略的实现

在无功控制策略实施过程中主要涵盖了功率因数控制模式、电压控制模式2种控制方法，而功率因数控制模式的实现，要求相关技术人员在对光伏电站进行操控过程中应注重将调度需求作为指标，对功率因数模式进行设定，并注重向电网输入无功功率，由此规避电网扰动及故障现象的凸显，同时在故障现象发生时，迅速切换至电压控制模式，且依据电压偏差情况，对无功功率输出情况进行调整。此外，由于电压偏△U与无功输出参考量Qref存在着密切联系，因而在区域无功控制工作开展过程中应着重提高对此问题的重视程度，且注重将无功参考量控制在合理化范围内[4]。

为了缓解电网扰动等故障现象的凸显，实施无功控制措施是非常必要的，为此，相关技术人员在对电网环境进行操控过程中应着重提高对此问题的重视程度，并注重加快无功控制步伐。

4 结论

综上可知，随着社会的不断发展，为了满足居民用电需求，逐渐将大量的光伏电站系统接入到电网中，诱发了电网损耗现象，且就此影响到了电能传输的高效性。为此，当代国家电网公司在可持续发展过程中为了稳固自身在市场竞争中的地位，应注重强调光伏电站低电压穿越时无功控制措施的实施，最终由此来实现对电网无功现象的控制，并就此提升整体电网运行环境的稳定性、安全性，迎合当前社会发展需求。

参考文献

[1]梁海峰，冯燕闯，刘子兴，等.基于无差拍控制的光伏电站低电压穿越技术的研究[J].电力系统保护与控制，2013，32（21）：110-115.

[2]贾利虎，朱永强，孙小燕，等.基于模型电流预测控制的光伏电站低电压穿越控制方法[J].电力系统自动化，2015，14（7）：68-74.

[3]许志荣，杨苹，郑群儒，等.基于无功电流注入的光伏逆变器低电压穿越策略[J].可再生能源，2015，11（9）：1317-1322.

[4]刘耀远，曾成碧，李庭敏，等.基于超级电容的光伏并网低电压穿越控制策略研究[J].电力系统保护与控制，2014，22（13）：77-82.