光伏發電系統并網點電壓升高調整原理及策略

李彤

摘要：隨著時代的不斷發展，各種技術紛紛涌現，光伏發電技術即是其中之一，相比于傳統發電技術，光伏發電具有潔凈、無污染、無噪聲、來源廣泛等突出特點，對光伏發電相關技術進行進一步了解有十分積極的意義，光伏發電系統并網點電壓升高調整，是目前該技術面對的問題之一，對其調整原理和方法進行分析，有利于該技術的進一步應用。

關鍵詞：光伏發電系統;并網點電壓;優化策略

大規模光伏發電系統在執行并網運行時，要求其所占的容量逐步提升，并且對電力系統的影響也逐漸增大。其中需要經常用到的轉換接口是逆變器，在控制PCC電壓時，不能單純的依靠傳統的電力調整方式，要利用經濟實用的PCC電壓升高解決目前問題，同時借助于自身的特點優化光伏發電，提高發電系統的滲透率。

1光伏發電系統發電原理和優勢

1.1光伏發電系統的原理

光伏發電利用的基本原理是光電效應，其發電裝置的核心是半導體光電二極管，通常來說，相關人員會將多個光電二極管并聯使用，組成較大的太陽能電池發電裝置。當太陽光照射到電池上時，光電二極管可以將光能轉化成電能，由于光電二極管數量眾多，產生的電流往往比較大，一般可以滿足各類用戶使用。

1.2光伏發電系統的優勢

光伏發電系統主要的能源來源是太陽，太陽能取之不盡，用之不竭，按目前全球用電量計算，只需在極小的地點安裝太陽能光伏裝置就可以滿足需求，在用電量出現變化的情況下，可以隨時調整光電二極管數量，保持對電能的合理利用[1]。同時，太陽能可以就近獲得，避免電力運輸中各類電阻造成的電力浪費，而且太陽能屬于潔凈能源，無污染、無噪聲。

2光伏發電系統并網點電壓升高調整原理

光伏發電系統并網運行過程中易出現電壓升高問題，為此對高壓進行調節限制十分必要，具體而言，我國對于供電電壓允許偏差為高于或者等于35kV的正負電壓的絕對值之和必須要控制在10%內，而低于或者等于10kV的三相供電壓，電壓偏差值必須要控制在±7%之前，同時220V的單向電壓，整體的電壓偏差必須要控制在-10～7%之間。而光伏發電系統具有大規模應用特點，因此在進行電壓調整時，則可以通過改善輸電線路阻抗參數、配置儲能參數以及改變光伏系統的功率輸出等方式對光伏發電系統并網點電壓升高問題進行調解。但是在調解過程中，由于改善輸電線路阻抗參數及配置儲能參數這種調節方式，前期需要進行較大的投資，因此很難在電網系統大規模應用，而改變光伏系統的功率輸出調整方式，功率改變的本質就是控制電壓，因此改變光伏系統的功率輸出是最為可行的一種方式，在本文中筆者主要是通過調整電壓系統有功電流電壓和無功電流電壓，從而防止光伏發電系統并網運行出現高壓問題。

3光伏發電系統并網點電壓升高調整的方法

3.1無功電流電壓模式下調整光伏發電系統并網點電壓升高的方法

在光伏發電系統并網運行過程中，無功電流電壓調整也是一種可行的電壓控制方式，為了能夠提升電壓的調整精度，筆者認為可以采用瞬時電壓幅值-無功電流的IQ（U）電壓控制方式，這樣當PCC的電壓升高時，我們就可以使用光伏發電系統工作因數滯后于與實際工作的方式，從而利用電網系統的電感特性，利用電網容量中的電網功率因數從而對PCC電壓進行調節，光伏并網系統中的PCC輸送有功電流也會則為IG，同時PCC電壓中的電壓則為UPCC，而在光伏并網系統中的逆變器吸收的無功電流則為Icomp，而在PCC電壓作出相應的調整時，輸出的電壓則為UPCCO，我們就可以使用雙二階通用積分器同步坐標系所環，對光伏發電系統中的PCC的電壓幅值和相位進行測定，從而通過者間的比對，通過PI調節器調整對誤差進行補償，從而實現理想的電壓，同時還可以通過設定參考值疊加的方式，對光伏逆變器中的有功電流參考值進行控制，從而實現PCC電壓的有效調整，這也是調整光伏并網系統升高的一種有效方式，可以將電壓可以控住在合理的范圍內[2]。

3.2有功電流電源的調整原理及調整方略

1）有功電流的調整原理。光伏發電并網運行，會出現PCC電壓升高的現象，究其原因是光伏發電系統的容量偏大，這必然會產生大量的有功功率，因而在使用時想辦法限制或者減少光伏系統的發電狀況，能控制整體的電流狀況，讓輸出的電壓在可以控制的范圍內。

2）有功電流的調整方法。限制時運用有功電流限制方略時，要求了解到實驗過程中的暫態和穩態波形圖，當PCC本地負被隔離一，PCC能夠在短時間內電壓升高，同時要求電壓調整器控制電壓狀況，增強PCC的整體控制力度，所以控制系統的動態響應也得到最為有效的控制。電壓調整方式是穩態波形，也就說當前系統是穩定運行模式，隨著時間推移輸出的功率正在逐漸減少，電壓整體偏差會出現回歸為零的情況，因而系統功率運行是在單位因子范圍內。

3.3選擇光伏發電系統并網逆變器

在光伏發電系統并網點電壓調節中，逆變器是最重要的調節設備。在選擇光伏發電系統并網逆變器的時候，要根據光伏發電系統的整體技術指標及廠商提供的產品手冊來選擇，另外還要考慮其他因素，比如整機效率、額定輸出功率、啟動性能、輸出電壓等。額定輸出功率指的是光伏逆變器的負載供電能力，選擇合理的逆變器能夠有效提高電壓調節的質量。輸出電壓調節性能指的是逆變器的穩壓性能，其與輸出電壓的偏差有著重要的聯系[3]。

4光伏發電系統并網點電壓升高調整案例分析

案例簡介：某光伏電站總裝機容量為10MW，共有7個光伏方陣，該光伏電站主要出現了35kV并網點電壓升高問題，也即在日照輻射較強時（2：00～14：00左右），會導致光伏電站并網功率升高，從而引發并網點電壓顯著升高，而依據調度下發母線電壓限值規定，35kV并網點電壓合理范圍應為33.5-38.5kV，若不及時采取調整措施，則會導致并網點電壓超過規定上限，從而對整體電力系統造成不良的影響，鑒于此，相關人員設計了SVG的無功能力和光伏逆變實驗對電壓進行了調節。

首先，是對海原變35kV母線進行控制，U5電壓越高，會導致并網點UPCC電壓越高，控制方法主要有：降低海原變主變檔位或采用SVG發出感性無功、切除電容器、投入電抗器等方式降低海原變無功功率設備壓力，其次，是對SVG發出的無功Qc進行控制，由于QC越高，UPCC越低，為此，可利用AVC系統進行自動或手動電壓無功綜合調節。實驗結果顯示，通過過AVC系統控制SVG進行電壓無功綜合調節，能夠將并網點電壓控制在38.5kV以下，該種調整方法對SVG具有一定的依賴性，為此，還可利用變器無功能力，對各方陣逆變器功率因數進行手動設置和進行無功補償，或者將逆變器、各方陣數據采集器與現有AVC系統進行接入，然后通過AVC系統、數據采集器、逆變器等一系列的操作，促進向電網輸送的無功功率QG增加，從而實現并網電壓的調節，實驗證實其能將電壓能控制在37.46kV左右。

5結束語

綜上所述，目前我國光伏發電技術屬于新型產業，在光伏發電技術的發展中也受到了國家及社會的大力支持，調整光伏發電系統并網點電壓可以有效促進光伏發電產業的持續發展，其也受到了相關科研單位及光伏企業的關注。要想有效提高光伏發電系統并網點電壓調整的質量，就要全面掌握光伏發電系統并網點的運行機制，根據不同的系統制定不同的優化對策，以此提高電壓調整質量，使光伏發電技術及光伏企業可持續發展。

參考文獻

[1]廖建海.光伏發電系統并網點電壓升高調整原理及措施探討[J].科技創新與生產力.2018（06）

[2]徐娟.光伏發電系統并網點電壓升高調整原理及方法[J].現代經濟信息.2018（02）

[3]太陽能光伏發電系統的系統分類[J].能源與節能.2014（08）