前言
分布式光伏發(fā)電在滿發(fā)以及容量占比達到一定比例時,容易引起電壓超限問題。電壓超限不僅影響了電能質(zhì)量問題,而且限制了光伏在配電網(wǎng)中的滲透率。針對電壓超限,電網(wǎng)公司出臺了相應的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范,業(yè)內(nèi)也有通過逆變器控制方案來實現(xiàn)并網(wǎng)點電壓的調(diào)整或增加新的無功補償裝置應對等解決方案。本文由小固給大家普及一下光伏、并網(wǎng)點電壓問題。
01并網(wǎng)逆變器是電壓源還是電流源?
首先我們需要了解逆變器電源類型,有助于理解電網(wǎng)對逆變器的影響。毫無疑問,并網(wǎng)逆變器是發(fā)電設(shè)備,屬于電流源。電流源的特性是內(nèi)阻無窮大,輸出電流由設(shè)備內(nèi)部算法進行控制。電壓及頻率由外電路(電網(wǎng))決定,電流源的特點要求電流源不能開路(電網(wǎng)不能故障),電流源可以并聯(lián)使用。
而電壓源的特性是內(nèi)阻為零,輸出電壓恒定不變;電流及其方向由電壓源與外電路共同決定。電壓源的特點要求電壓源不能短路。
電壓源型逆變器
電流源型逆變器
并網(wǎng)逆變器的運行策略是依靠大電網(wǎng)所提供電壓和頻率的剛性支撐,這時電網(wǎng)中的負荷波動、電壓和頻率的擾動都由大電網(wǎng)承擔,分布式電源不需考慮電壓和頻率調(diào)節(jié)。
光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電壓由電網(wǎng)決定的,當電網(wǎng)電壓超過逆變器工作電壓范圍時,逆變器故障停機,當電網(wǎng)電壓在逆變器工作電壓范圍內(nèi),逆變器正常工作。
電網(wǎng)對不同形式的逆變器輸出的電能質(zhì)量有一定的要求,不同的規(guī)范、不同的逆變器存在一定的差異。
02A類、B類逆變器的區(qū)別
不同類別的逆變器對于電壓超限、孤島保護等要求有較大區(qū)別,逆變器類別將根據(jù)《光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求》(GB/T37408-2019)中規(guī)定,逆變器按接入電源等級可分為A類、B類逆變器。
概括來講,A類逆變器與公共電網(wǎng)的要求緊密,B類逆變器主要應用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),具有并網(wǎng)電壓低、與公用電網(wǎng)聯(lián)系不緊密、對電網(wǎng)影響小等特點。
A類逆變器在無功容量、故障穿越(低電壓穿越和高電壓穿越)、反孤島保護存在一定的差異要求。
隨著新能源的大比例接入,目前電網(wǎng)對于對B類逆變器的技術(shù)要求逐步靠近、甚至參照A類逆變器。
03逆變器安規(guī)要求
針對逆變器與并網(wǎng)點電壓等技術(shù)要求,出臺了一系列的安規(guī)要求,主要標準如下:
《光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求》(GB/T37408-2019) 7.5.1 電壓適應性中規(guī)定:A類逆變器和B類逆變器的電壓范圍均為0.9p.u.至1.1p.u.
《光伏電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB/T 19964-2012)9.1 電壓范圍規(guī)定了逆變器的電壓范圍為0.9p.u.至1.1p.u.
《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》(GB/T 29319) 8.2 高/低壓保護詳細規(guī)定了逆變器的電壓范圍為0.85p.u.至1.1p.u.
三個標準中運行電壓范圍的低限數(shù)值不同,不同數(shù)值意味著不同制造成本。逆變器定值涉及分布式光伏的涉網(wǎng)性能,應該有嚴格的定值規(guī)范、審核流程和驗收管理。如山東要求10kV均按照電站級的電壓進行整定。
04并網(wǎng)點電壓問題常用解決對策
如何解決并網(wǎng)點電壓異常,可參考如下方式:
1、逆變器功率控制
逆變器在并網(wǎng)環(huán)節(jié)能夠?qū)夥敵龅挠泄β屎蜔o功功率實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制,可以通過對功率的控制實現(xiàn)對并網(wǎng)點電壓的調(diào)整。
2、無功補償裝置
無功補償對電力系統(tǒng)的重要性越來越受到重視,合理地使用無功補償設(shè)備,對調(diào)整電網(wǎng)電壓(控制電網(wǎng)電壓波動和閃變能力)、提高供電質(zhì)量、抑制諧波干擾、保證電網(wǎng)安全運行都有著十分重要的作用。
3、配置儲能
1)儲能可以解決三相電壓不平衡問題。
2)通過功率型儲能的快速響應能力,也可以補償電壓閃變和暫降的電壓問題。
3)儲能能夠進行無功補償,改善功率因素,同時不影響光伏有功出力。
充放電調(diào)節(jié)光伏并網(wǎng)功率,減少電壓偏差
小結(jié)
隨著分布式電源接入比例的上升,電網(wǎng)做好分布式電源與電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃,計算各級配電網(wǎng)承載力,加強配電網(wǎng)群測群控群調(diào)技術(shù)、有載調(diào)容調(diào)壓配電等關(guān)鍵技術(shù),我們期待電網(wǎng)能出臺統(tǒng)一標準、能解決分布式電源大量接入的規(guī)范要求,攜手共建新型電力系統(tǒng)。