最近在跟别人讨论一些问题,如:

问1:某些企业投资分布式光伏项目后,因功率因素过低,没有挣钱反而被电网公司罚钱!

答:逆变器具备无功补偿功能即可

问2:农村电网太差,负荷低时经常电压过高怎么办?

答:逆变器具备高电压穿越功能即可

问3:农村电网太差,有时瞬间接触不良造成0电压怎么办?

答:逆变器具备零电压穿越功能即可

问4:嘉兴电网的分布式光伏项目的穿透率都达到了70%,这种水平下如何减少对电网的扰动

答:要求逆变器具备力具有虚拟同步的功能。

......

讨论来讨论去,发现这些问题的解决,最终落脚点都在逆变器身上!

逆变器真是光伏电站的心脏,逆变器的性能,直接决定了光伏项目的电网友好性!当光【guāng】伏项【xiàng】目的占比越来越高时,全社会都会对光伏电【diàn】站,或者说【shuō】对光伏逆变器【qì】,提【tí】出了更好【hǎo】的要求!

本文写【xiě】成于2016年初【chū】,介绍了【le】如何【hé】通过提升逆变器【qì】性能【néng】,从而提高光【guāng】伏项目的电网友好性。最近几天,每每遇到【dào】问题时【shí】便会想起此文,由衷佩【pèi】服【fú】作【zuò】者【zhě】的先见性!

一、前言

       逆变器一端连【lián】着光伏系统,一【yī】端连【lián】着电网【wǎng】,是【shì】连接光伏电站和电网的桥梁,对提【tí】高【gāo】光伏电力的电网友好【hǎo】性【xìng】,起着最关键的作用,没有之一【yī】。

优秀逆变器应有的十八般武艺

然而,逆变器前端的光伏系统,对电网表现非常不友好。

1光伏发电并网系统的特点

1、间歇性、随机性、周期性

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2、通过电力电子设备并网,无旋转部件,无惯性

3、集中式与分布式共同发展

2作为桥梁的逆变器,需要实现的目标

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从而使光伏系统更好的融入多能源互联系统,如下图。

优秀逆变器应有的十八般武艺

(上图来源于:信达证券)

要【yào】实现上述【shù】目标,一个具有【yǒu】电网友好性【xìng】的优秀逆变器【qì】,应该有哪些优【yōu】秀的【de】性能呢?

更低的并网电流谐波更优越的故障穿越能力

更灵活快速的调度响应能力

二、大型光伏电站中逆变器应具有的功能

1低电压和零电压穿越功能

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低电压穿越2s,零电压穿越150ms

2有功、无功功率动态调节功能

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有功、无功功率动态调节功能(Pf,Qt,Q(p),Q(u))

3高电压穿越功能

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1.2pu ≤UT≤1.3pu,应至少持续运行0.5s

4无功动态响应

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电流谐波      无功动态响应小于30ms

5稳定的故障穿越能力

  • 单个设备或单个发电单元通过低电【diàn】压穿越并不代表【biǎo】整【zhěng】个电站可【kě】以【yǐ】满足要【yào】求
  • 设备数量越多,相互之间协调越困难,系统风险越大

6低谐波

多台逆变器并联后的谐振现象,特别是弱网区域,风险增大

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7智能调度接口,满足AGC,AVC调度要求

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8充分挖掘利用SVG功能

  • 满足电网30ms快速无功调度响应要求,具备替代SVG的能力
  • 逆变器功率【lǜ】因【yīn】数-0.9-+0.9之间连【lián】续可调,输出500KW有功时【shí】可同【tóng】时发242kVar无功

优秀逆变器应有的十八般武艺
无功从感性200kVar→0,响应时间23.9ms

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无功从容性221kVar→0,响应时间26.6ms

优秀逆变器应有的十八般武艺

  • 逆变器可根据电网电压,按照Q-U曲线发无功
  • “自动电压-无功控制模式”与“调度模式”可选
二、分布式光伏项目中逆变器应具有的功能

1应有无功控制解决方案,不需要额外的SVG设备

1)没有“无功控制解决方案”时的表现

  • 分布式光伏系统并网后导致产权分界点功率因数下降

优秀逆变器应有的十八般武艺

典型一次接线图

优秀逆变器应有的十八般武艺优秀逆变器应有的十八般武艺
产权分界点处有功波动较为明显

系统没有无功控制时月度功率因数为0.509

2)拥有“无功控制解决方案”时的表现

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典型一次接线图

优秀逆变器应有的十八般武艺

系统增加自动功率因数控制后月度功率因数为0.972

2自动有功、无功控制,支撑电网

     光伏扶贫项目、农网【wǎng】环境很差,给并网【wǎng】带来了挑战。农村地区电网相对较弱【ruò】,光伏并网后,可能会出【chū】现三【sān】相不平衡,电网【wǎng】波动【dòng】剧烈等异【yì】常情【qíng】况【kuàng】

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处于电网末端,电网电压波动剧烈

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电网电压三相不平衡,国标GB/T 15543限值要求2%

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自动有功控制(P(f))

优秀逆变器应有的十八般武艺
自动无功控制(Q(u)),多种方式可选

3继电保护配置

      在线路发生故【gù】障后,继【jì】电保护以及重【chóng】合闸的动【dòng】作行为【wéi】都会【huì】受到光伏发电系统的影响。对基于断路器的三【sān】段式【shì】电流保【bǎo】护的影响最为【wéi】显【xiǎn】著。导致本线【xiàn】路保护的【de】灵敏度降低【dī】及拒动、误动等【děng】故障;

分布【bù】式接入配电网时继电保护【hù】如何配置存在【zài】困【kùn】惑【huò】,需要综合考虑设置逆变器、接入系统【tǒng】以及原【yuán】有配电【diàn】中的继电保护,平衡安全【quán】性和经济性指【zhǐ】标【biāo】。

优秀逆变器应有的十八般武艺

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4提高电能质量功能

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电能质量

5孤岛保护功能

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6响应调度功能

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7一站式解决分布式并网难题

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三、提高电网友好性【xìng】的终【zhōng】极功能——储能【néng】将储能逆【nì】变器虚【xū】拟为同步发电机特性,进【jìn】一步改【gǎi】善系统【tǒng】性能

优秀逆变器应有的十八般武艺
优秀逆变器应有的十八般武艺

优秀逆变器应有的十八般武艺削峰填谷”,减少限发优秀逆变器应有的十八般武艺

抑制波动,改善并网特性