分布式光伏发电并网功率直接控制方法张富宏

分布式光伏发电并网功率直接控制方法张富宏

张富宏王一鸣陈熙周志敏王长奎

（国网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁沈阳110003）

摘要：随着社会的不断发展，分布式光伏发电并网的应用范围被进一步扩大，和常规发电形式相比，分布式光伏发电形式更加环保，其所产生的污染物也会更加少，这对于我国可持续发展目的的实现极为有利，相关人员必须加强对其的重视与应用。

关键词：分布式光伏发电；并网；功率直接控制

1.前言

分布式单相光伏并网发电系统近年来应用范围越来越广，这在一定程度上促使分布式可再生能源在单相电网的渗透程度不断增加。功率直接控制方法能够实现对分布式光伏发电并网系统的控制，这对于分布式光伏发电并网作用的发挥极为重要。

2.分布式光伏发电并网的相关概述

屋顶太阳能光伏电站系统普遍通过屋顶的光伏组件列阵、汇流箱、直流配电柜、低压交流柜、逆变器、升压变压器、高压交流柜以及电缆形成多级汇流、逆变、加压、并网系统构成。光伏阵列汇流箱能够对太阳能电池组件开展有序维系、汇流与防雷性能功能的维系装置。这个装置可以保障光伏系统于维护和检查的时候更容易分离电路，当光伏组件出现问题时尽量避免退出系统实行的组件个数，可以当作是光伏发电系统于直流侧的汇流设施。光伏阵列汇流箱于屋顶光伏组件方阵场实行室外装置。光伏组件阵列利用汇流箱于室外开展汇流之后，经过电缆连接到机房的直流配电柜实行第二次汇流。直流配电柜把第二次汇流后的直流电能通过电缆送到并网逆变器，经过并网逆变器转换为和交流电网同相位、同频次的正弦波电流，再经过升压之后反馈回电网，从而完成并网发电效果。

分布式单相光伏并网发电系统近年来得到了深入研究和大力推广，这使得分布式可再生能源在单相电网中的渗透率不断提升。当大量分布式电源接入单相电网时，会造成单相电网的频率与电压扰动。另一方面，为了获得较高的电能质量，IEEE1547与IEC61727等相关标准对单相电网接入点的最大谐波畸变率与功率因数进行了规定，这就要求并网光伏逆变器具备有源滤波与无功补偿的相关功能，甚至能接受上级电网调度实现无功功率的灵活注入，以满足智能单相电网的建设需求。

3.分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式及故障分析

通过上述对其系统构成以及设计规范的了解，以及具体案例，通过对分布式光伏电站接入10kV配电网工程方案展开分析，下面将对其的接入典型方式以及保护方面进行论述，通过对分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式展开探讨，以期让分布式并网光伏电站系统运行能够得到保障，分布式光伏系统的效率有所提升。

（一）分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式

1）全额上网模式下T接公用线接入系统

想要对这一方案进行实施，需要于公共电网10kV的母线之上另外上另设置一个网点开关，并且将光伏发电存在的电缆接入并网点的开关处，并网接入完成，在这个过程里要确保单位并网点其装机的容量恒定在400kW到6mW两者之间。

2）自发自用余量上网模式下T接公用线接入系统

想要对这一方案进行实施，有一定先决条件，把使用者自有10kV母线上面的另外设置光伏接入柜的辅助设备，并且同时把光伏发电存在的电缆接入光伏接入柜里促使并网接入完成，这个方案的开展一样样确保单位并网点其装机的容量恒定在400kW到6mW两者之间。

（二）分布式光伏发电系统的两种孤岛故障检测方法

1）被动检测

所谓分布式光伏发电系统的被动检测，即是通过检测有无同时期的过、欠电压，从而判断是否有过、前频率，这种检测技术用采集PCC的电流信号方式进行相位、幅度等信息的检测，判断有无孤岛故障的情况出现。在笔者的实践调查中发现这方面的检测存在盲区，不能够有效保证检测准确性。光伏发电机技术检测盲区也主要是逆变器的产生，其会使整体电流电压的输出功率和本地负载消耗出现紊乱，这种出现孤岛故障的问题会导致即使检测处电压和频率无变化，整体的被动检测就会产生误差，不能够发挥预期作用。

2）主动监测

当前我国针对光伏发电技术提出了多种较为成熟的方法，例如主动频率的检测漂移法，可以通过调节光伏电压逆变器的使用电流频率，进行波形的变动，而PCC处的电压变化会导致孤岛故障一旦出现，整体电流电压就会出现变化。主动检测的方法在实际应用中不会降低输出电能质量，有着较强的操作性，在扰动过程中可能会存在互相抵消的状况，直接影响检测结果；除此之外甚至可能会让电网的稳定性受到冲击。而当前我国除了这两种方法之外还有频率偏移、电压偏移等方法，应用过程中需要灵活的选择和转变。

4.分布式光伏发电并网功率直接控制方法

4.1单相逆变器功率模型

利用HEＲIC光伏逆变器的无功调制策略，可方便地实现光伏逆变器无功功率输出，并满足日益提升的单相电网分布式可再生能源的渗透率条件下智能单相电网对无功功率灵活调节的需求。为了实现系统对光伏逆变器有功功率与无功功率的直接控制，本文采取基于瞬时无功功率模型的单相逆变器直接功率控制策略。理想单相电网电压条件下，根据瞬时无功功率理论，可得到单相光伏逆变器αβ坐标系下的瞬时有功功率p和无功功率q为：

5.结束语

分布式光伏发电并网的应用是相对较为广泛，相关部门必须加强对其的重视，积极采取措施对现有的控制方法的合理性进行提升，为分布式光伏发电并网作用的发挥创造条件。

参考文献：

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