光伏逆變器的低電壓穿越特性分析與參數測試方法

葛路明, 曲立楠,2, 陳 寧,2, 朱凌志,2, 張 磊

(1. 中國電力科學研究院有限公司(南京), 江蘇省南京市 210003;2. 新能源與儲能運行控制國家重點實驗室(中國電力科學研究院有限公司)(南京), 江蘇省南京市 210003)

0 引言

中國光伏發電發展迅速,截至2016年底,光伏電站累計裝機容量77 420 MW[1]。隨著光伏電站在電網中的容量越來越大,掌握逆變器的低電壓穿越特性對于分析光伏電站對電網的影響具有重要的意義。

逆變器低電壓穿越特性分析是個典型的“灰箱”問題。各品牌逆變器通常采用典型的電路拓撲和控制結構,但具體控制策略及參數各異,各種新技術更新換代頻繁,導致不同型號之間的逆變器差異顯著。出于商業考慮,各逆變器廠商都不對外公開控制策略及參數[2]。在這種情況下,如何開展特性分析是個值得研究的問題。若采用機理分析法缺乏控制策略和參數,若采用外特性測試法又缺乏必要的理論支撐[3]。逆變器涉及電路拓撲、鎖相環、最大功率點跟蹤(MPPT)、低電壓穿越等技術,核心技術多且復雜。在分析時如果不加選擇全部考慮,可能面臨策略缺失、主次難分、工作量巨大的難題。

光伏逆變器主要有集中式逆變器和組串式逆變器。在集中式逆變器方面,文獻[4-6]研究了逆變器的低電壓穿越控制策略,控制策略在不同階段實時切換,在故障期間限制有功電流并注入無功電流。文獻[7]根據功率控制目標推導了逆變器的穩態短路電流計算公式;文獻[8]分析了用穩態故障電流模型等效替代光伏電源的前提和適用性。……