最近在跟別人討論一些問題,如:

問1:某些企業投資分布式光伏項目后,因功率因素過低,沒有掙錢反而被電網公司罰錢!

答:逆變器具備無功補償功能即可

問2:農村電網太差,負荷低時經常電壓過高怎么辦?

答:逆變器具備高電壓穿越功能即可

問3:農村電網太差,有時瞬間接觸不良造成0電壓怎么辦?

答:逆變器具備零電壓穿越功能即可

問4:嘉興電網的分布式光伏項目的穿透率都達到了70%,這種水平下如何減少對電網的擾動

答:要求逆變器具備力具有虛擬同步的功能。

......

討論來討論去,發現這些問題的解決,最終落腳點都在逆變器身上!

逆變器真是光伏電站的心臟,逆變器的性能,直接決定了光伏項目的電網友好性!當光伏項目的占比越來越高時,全社會都會對光伏電站,或者說對光伏逆變器,提出了更好的要求!

本文寫成于2016年初,介紹了如何通過提升逆變器性能,從而提高光伏項目的電網友好性。最近幾天,每每遇到問題時便會想起此文,由衷佩服作者的先見性!

一、前言

? ? ? ?逆變器一端連著光伏系統,一端連著電網,是連接光伏電站和電網的橋梁,對提高光伏電力的電網友好性,起著最關鍵的作用,沒有之一。

優秀逆變器應有的十八般武藝

然而,逆變器前端的光伏系統,對電網表現非常不友好。

1光伏發電并網系統的特點

1、間歇性、隨機性、周期性

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2、通過電力電子設備并網,無旋轉部件,無慣性

3、集中式與分布式共同發展

2作為橋梁的逆變器,需要實現的目標

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從而使光伏系統更好的融入多能源互聯系統,如下圖。

優秀逆變器應有的十八般武藝

(上圖來源于:信達證券)

要實現上述目標,一個具有電網友好性的優秀逆變器,應該有哪些優秀的性能呢?

更低的并網電流諧波更優越的故障穿越能力

更靈活快速的調度響應能力

二、大型光伏電站中逆變器應具有的功能

1低電壓和零電壓穿越功能

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低電壓穿越2s,零電壓穿越150ms

2有功、無功功率動態調節功能

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有功、無功功率動態調節功能(Pf,Qt,Q(p),Q(u))

3高電壓穿越功能

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1.2pu ≤UT≤1.3pu,應至少持續運行0.5s

4無功動態響應

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電流諧波 ? ? ?無功動態響應小于30ms

5穩定的故障穿越能力

  • 單個設備或單個發電單元通過低電壓穿越并不代表整個電站可以滿足要求
  • 設備數量越多,相互之間協調越困難,系統風險越大

6低諧波

多臺逆變器并聯后的諧振現象,特別是弱網區域,風險增大

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7智能調度接口,滿足AGC,AVC調度要求

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8充分挖掘利用SVG功能

  • 滿足電網30ms快速無功調度響應要求,具備替代SVG的能力
  • 逆變器功率因數-0.9-+0.9之間連續可調,輸出500KW有功時可同時發242kVar無功

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無功從感性200kVar→0,響應時間23.9ms

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無功從容性221kVar→0,響應時間26.6ms

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  • 逆變器可根據電網電壓,按照Q-U曲線發無功
  • “自動電壓-無功控制模式”與“調度模式”可選
二、分布式光伏項目中逆變器應具有的功能

1應有無功控制解決方案,不需要額外的SVG設備

1)沒有“無功控制解決方案”時的表現

  • 分布式光伏系統并網后導致產權分界點功率因數下降

優秀逆變器應有的十八般武藝

典型一次接線圖

優秀逆變器應有的十八般武藝優秀逆變器應有的十八般武藝
產權分界點處有功波動較為明顯

系統沒有無功控制時月度功率因數為0.509

2)擁有“無功控制解決方案”時的表現

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典型一次接線圖

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系統增加自動功率因數控制后月度功率因數為0.972

2自動有功、無功控制,支撐電網

? ? ?光伏扶貧項目、農網環境很差,給并網帶來了挑戰。農村地區電網相對較弱,光伏并網后,可能會出現三相不平衡,電網波動劇烈等異常情況

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處于電網末端,電網電壓波動劇烈

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電網電壓三相不平衡,國標GB/T 15543限值要求2%

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自動有功控制(P(f))

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自動無功控制(Q(u)),多種方式可選

3繼電保護配置

? ? ? 在線路發生故障后,繼電保護以及重合閘的動作行為都會受到光伏發電系統的影響。對基于斷路器的三段式電流保護的影響最為顯著。導致本線路保護的靈敏度降低及拒動、誤動等故障;

分布式接入配電網時繼電保護如何配置存在困惑,需要綜合考慮設置逆變器、接入系統以及原有配電中的繼電保護,平衡安全性和經濟性指標。

優秀逆變器應有的十八般武藝

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4提高電能質量功能

優秀逆變器應有的十八般武藝
電能質量

5孤島保護功能

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6響應調度功能

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7一站式解決分布式并網難題

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三、提高電網友好性的終極功能——儲能將儲能逆變器虛擬為同步發電機特性,進一步改善系統性能

優秀逆變器應有的十八般武藝
優秀逆變器應有的十八般武藝

優秀逆變器應有的十八般武藝削峰填谷”,減少限發優秀逆變器應有的十八般武藝

抑制波動,改善并網特性