光伏发电系统并网运行并网点电压升高调整研究

罗 威 / 广东亿能电力工程有限公司

光伏发电系统并网运行并网点电压升高调整研究

罗 威 / 广东亿能电力工程有限公司

光伏产业作为新能源改革的代表产业，是国家产业扶持和推广的代表。随着近年来光伏发电技术的不断进步，我国光伏产业发现迅猛。笔者首先对光伏并网发电系统的概念和工作机制进行分析，并对光伏发电系统并网运行并网点电压升高调整问题展开研究，为光伏发电系统并网点电压升高调整提供资料参考。

光伏发电系统；并网点；电压升高；调整研究

我国光能源分布均匀，具有极高的光伏产业开发前景。新能源改革实施以来，我国大力推进光伏产业发展，大量社会资本也流入光伏产业链，极大的促进了我国光伏发电技术的进步。光伏发电系统并网是光伏企业将生产的电能转化为经济效益的关键，当今国内光伏发电并网技术，省掉了蓄电池作为储能介质，极大的提高了电能供应质量和效率，更是为光伏企业的发展打下了基础。我国光伏产业仍然属于新兴产业，其发电系统并网运行仍然存在一些问题，如何对光伏发电系统并网运行并网点的电压升高进行调整，更是影响到光伏发电系统发电效能的提高，因此，如何对并网点电压升高实现有效调整，已经成为光伏发电系统并网运行电压建设中重点研究和实践的课题。

一、并网光伏发电系统概述

(一)概念

光伏并网发电系统是将光伏发电系统与常规电网连接，共同承担供电任务。当日照情况良好，发电系统将所制成的直流电转变为交流电，并入电网供电。而当光照不好时，负载全部由电网供给。当前的光伏并网发电，省掉了蓄电池作储能和释放过程，减小了能量的能耗。该系统能够控制并网电波的波形和频率，使电网输送电波的频率与波形与电网供电要求一致。该系统能够对公共电网发挥调峰作用，并降低整个电网系统的断电率。光伏并网发电系统应用前景广泛，随着逆变器制造技术的发展，太阳能发电效率将得到进一步提高，为光伏电网发电系统的建设和应用打下基础。

(二)并网发电系统

并网发电系统由太阳能发电系统、光伏组件、光伏并网逆变电源装置等组成。并网发电系统在工作中，将太阳能直接转化为直流电能，逆变电源会将直流电能转化为电网同频交流电能馈入电网，从而实现并网发电。该系统能够提高光伏系统发电效能，将绿色的太阳能转化为点恩能够，符合我国社会可持续发展战略的要求。实现并网发电，还相当于将光照充足时段的电能储存在电网中，从而为企业日常用电提供保障。随着光伏技术的不断发展，当今的光伏电池组件还能够与建筑完美结合，不仅能够降低建设费用和建筑运营成本，还能够提高建筑的节能环保属性，适应市场的需求。并网发电系统在光伏产业中的运用，有利于增强电力系统抵御战争和自然灾害的能力，还能够有效降低线路损耗。

(三)光伏发电系统并末电压的应用

近年来，我国光伏发电技术日益成熟，但光伏发电却受天气影响其发电质量会产生一定的波动。这种波动将会导致光伏发电系统并网供应的电能出现不稳定，如果不采取有效的措施，将会导致电网供电电压不稳，影响用户正常的用电设备使用。尤其是多云天气和雷雨天气情况下，光伏发电系统的并网点电压稳定性会受到极大的影响。想要解决这种影响，单独考变压器或传统的电压控制方式是无法实现的，大容量逆变电源的出现，则解决了光伏发电系统的这一问题。当前我国光伏发电系统中所用的逆变电源，主要是为电网输送额定有用功率，这种方式对电压控制效果较好，并且也符合经济性要求。但由于低配电网中电力阻抗会有一定变化形式，因此低配电网中无功调压效果会比电压等级比较高的网络小很多 ， 在逆变器正常运行的情况下 ， 网点电压的控制能力也要受到变压器或者线路容量这两项因素制约。

二、电压升高和调高原理分析

(一)电压升高和调高原理

实现光伏发电系统的并网供电，是帮助光伏企业创造经济效益的途径。我国在新能源改革中，通过一系列供电体制改革政策的实施，推进了光伏发电系统的发展。作为一项新技术，国内的技术水平已经逐步赶上西方发达国家，我国光伏产业近年来也得到了前所未有的发展机遇。为了确保供电系统的整体安全性能，电网运营商必须采用升压变压器隔离的方法，将光伏系统供电接入到低压或中压电网中。这就要求电网运营单位对光伏企业供电采取特殊的并网方式，而光伏企业也需要结合自身的生产方式，实现对电压较为准确的调整。为了实现这一目的，就要逐渐改善电路阻抗参数，并配置储能装置，最后还要控制好光伏发电系统中的有用功率和无用功率，确保光伏发电系统的经济适用性。

(二)光伏发电系统并网点电压升高调整策略

1.有功电流电源的调整及调整方略。

在光伏并网发电运行中，难免会出现PCC电压升高的现象，这回导致大量的有功功率产生，并导致系统容量加大。在使用中必须尽量保证光伏发电系统的供电稳定性，在并网发电前做好电压和电流的调整和控制。限制时运用有功电流限制方略时，要求了解到实验过程中的暂态和稳态波形图，当PCC本地负被隔离，滤波器与电网所连接的公共耦合点能够在短时间内电压升高，同时要求电压调整器控制电压状况，增强PCC的整体控制力度，所以控制系统的动态响应也得到最为有效的控制。电压调整方式是稳态波形，也就说当前系统是稳定运行模式，随着时间推移输出的功率正在逐渐减少，电压整体偏差会出现回归为零的情况。

2.无用功电流电源调整原理及策略。

无用功电流的电源调整，通常采用双二阶通用积分检测滤波器与电网所连接的公共耦合点电压的相位和浮动值，该方法能够实现电压无功补偿调节的目的，并实现对滤波器与电网所连接的公共耦合点电压的动态调整。在光伏发电系统并网发电中，PCC本地负载被切除时逆变器将会不工作，导致电压调节失效。为了解决这一问题，可以采用动态响应调节方式，当有功电流被调整后，使光伏发电系统仍然作用于单位功率因素，实现对电压的精度控制。

(三)光伏发电系统并网用逆变器的选择

逆变器是对光伏发电系统网点电压调节的重要设备，选择逆变器，首先要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般还要重点考虑额定输出功率、输出电压的调整性能、整机效率、启动性能等。输出额定功率代表了光伏逆变器的负载供电能力，合理的逆变器选择时保证电压调节质量的关键。而输出电压调节性能则代表了逆变器的稳压性能，稳压性能的优劣影响了输出电压偏差的百分率。

综上所述，光伏发电产业作为新兴产业，其产业发展得到了社会的关注和国家大力的政策支持。并网点电压升高调整作为影响光伏发电产业推进和发展的关键问题，更是受到科研单位和光伏产业的高度重视。为了提高对并网点电压升高调整的质量，就一定要把握好光伏发电系统并网的运行机制，并针对不同的系统采取不同的调整手段，不断提高电压升高调整质量，为光伏企业的技术发展打下基础。

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