光伏電站并網(wǎng)控制系統(tǒng)的功率控制
所屬分類：新聞資訊 閱讀次數(shù)：512 發(fā)布時間：2022-07-01
為了保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，提高光伏發(fā)電消納能力，光伏電站并網(wǎng)運行后，應根據(jù)電網(wǎng)運行要求進行功率控制。光伏電站的功率控制包括有功功率控制和無功功率控制兩個方面。對于并網(wǎng)型光伏電站，其功率控制通過逆變器、SVC、SVG等設備實現(xiàn)。
光伏電站并網(wǎng)控制系統(tǒng)是指安裝于光伏電站內(nèi)，自動接收調(diào)度主站下發(fā)的有功功率、電壓（無功）整定值，自動閉環(huán)調(diào)節(jié)站內(nèi)逆變器、SVC、SVG等設備的有功/無功功率，實時跟蹤調(diào)度主站下發(fā)指令的系統(tǒng)。
一、逆變器
逆變器是通過半導體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用，將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能供給負載使用的一種轉(zhuǎn)換裝置，是整流器的逆向變換功能器件，也是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進行電能變換的核心。
?。ㄒ唬┠孀兤鞯募夹g(shù)性能
1.額定輸出電壓
2.輸出電壓的不平衡度
3.輸出電壓的波形失真度
4.輸出頻率
5.負載功率因數(shù)
6.輸出容量
7.輸出效率
8.其他技術(shù)要求
（二）光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)對逆變器的技術(shù)要求
1.通信接口信息
2.功能和性能
逆變器需具有低電壓穿越能力，在并網(wǎng)點電壓因電網(wǎng)事故或擾動引起跌落時，在一定電壓跌落范圍和時間間隔內(nèi)，逆變器不至干閉鎖使光伏電站脫網(wǎng)。同時，逆器還需有過頻、欠頻、短路、漏電、防雷、防過溫，交、直流過電流，電網(wǎng)斷電，電網(wǎng)過、欠電壓，逆變器故障、DSP故障、直流母線過電壓保護功能。
二、無功補償裝置
（一）無功功率補償
電能可以轉(zhuǎn)換為熱能、光能、化學能及機械能等，這種轉(zhuǎn)換和消耗的電能為有功能量，對應的功率是有功功率。實際上，電能在其轉(zhuǎn)換和傳遞的過程中，有時，并不能直接完成尤其是在電能的傳遞過程中，需要進行電磁轉(zhuǎn)換或電場轉(zhuǎn)換的時候，必須建立一個磁場（感性）或電場（容性）的通路（橋梁）。用來建立這種磁場或電場通路所消耗的電能并沒有被真正消耗掉，于是，我們稱這部分能量為無功能量，對應的功率叫無功功率。
無功功率補償?shù)淖饔酶爬ㄆ饋碛校?/span>
（1）在電力系統(tǒng)擾動情況下，提供有效的電壓支撐
?。?）提高輸電系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性
（3）降低過電壓
?。?）阻尼系統(tǒng)的低頻和次同步振蕩
（5）減小電壓和電流的不平衡，抑制不對稱負荷
?。?）減小由于電壓波動引起的閃變
?。?）增加輸電線路的有功功率傳輸容量
?。?）濾除流入系統(tǒng)的諧波電流
（9）快速補償換流站所需要的無功功率，穩(wěn)定弱系統(tǒng)的波動，保證可靠換流
傳統(tǒng)的無功補償裝置很多，有同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器等。
同步調(diào)相機（SynchronousCondenser，SC）是專門用來產(chǎn)生無功功率的同步機，在過勵磁或欠勵磁的不同情況下，可以分別發(fā)出不同大小的容性或感性無功功率。由于它是旋轉(zhuǎn)電機，損耗和噪聲都比較大，運行維護復雜，響應速度慢，在很多情況下已經(jīng)不能滿足快速無功功率控制的要求。
并聯(lián)電容器也是無功補償?shù)膫鹘y(tǒng)方法之一，其結(jié)構(gòu)簡單，費用低廉。然而，并聯(lián)電容器不能跟蹤負載無功需求的變化，只能補償固定無變化的無功功率，且當系統(tǒng)中存在諧波時，還有可能發(fā)生并聯(lián)諧振，導致諧波放大。
因此，隨著技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的無功補償裝置已經(jīng)逐漸被靜止型無功補償裝置SVC和靜止無功發(fā)生器SVG所取代。光伏電站可在升壓變壓器低壓側(cè)配置集中無功補償裝置。無集中升壓變壓器光伏電站可在匯集點安裝集中無功補償裝置。光伏電站無功補償裝置配置，應根據(jù)光伏電站實際情況，如安裝容量、安裝型式、站內(nèi)匯集線分布、送出線路長度、接入電網(wǎng)情況等，進行無功電壓計算后確定。光伏電站的無功補償裝置主要有SVC和SVG兩種。
?。ǘ㏒VC裝置
根據(jù)IEEE和CIGRE的定義，SVC（StaticVarCompensator）是一種并聯(lián)型靜止無功功率補償器，其輸出可變，以保持或者控制電力系統(tǒng)中的特定參數(shù)。
由于傳統(tǒng)無功補償裝置在響應速度、損耗噪聲、運行維護等方面的局限性，從20世紀70年代開始逐漸被SVC所取代。飽和電抗器（SaturatedReactor，SR）屬于早期的SVC裝置，其鐵芯工作在飽和狀態(tài)，因而損耗和噪聲都很大，而且存在一些非線性電路的特殊問題，又不能分相調(diào)節(jié)以補償負荷的不平衡，故此未能占據(jù)SVC裝置的主流。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應用，使用晶閘管的SVC逐漸成為首選方案。這類SVC沒有旋轉(zhuǎn)元件、可靠性高，可以根據(jù)電網(wǎng)無功的實時需求連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率的輸出，從而實現(xiàn)系統(tǒng)無功功率的動態(tài)補償。具有快速響應性，可頻繁動作性以及分相補償?shù)哪芰?，可應用于大型沖擊性、快速周期波動、不平衡以及非線性負荷的動態(tài)無功補償領(lǐng)域，改善電能質(zhì)量。因此，近年來，在世界范圍內(nèi)其市場一直在迅速而穩(wěn)定得增長，已占據(jù)了SVC的主導地位。
SVC的一般特征如下∶
?。?）沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護要求較低
?。?）控制響應快速
（3）可以分相控制
?。?）損耗較小
（5）可靠性高
?。?）不影響系統(tǒng)短路容量
（7）除晶閘管投切電容器外，SVC會產(chǎn)生諧波
（8）當SVC運行在線性可控范圍外時，其發(fā)出的無功功率隨著電壓的平方而變化，造成低電壓時無功支撐能力的減弱
?。ㄈ㏒VG裝置
靜止無功發(fā)生器（StaticVarGenerator，SVG），又稱靜止同步補償器（StaticSynchro-nousCompensator，STATCOM），采用目前最為先進的無功補償技術(shù)，不再采用大容量的電容和申感器件、將IGBT構(gòu)成的橋式電路經(jīng)過變壓器或電抗器接到電網(wǎng)上和當?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整控制目標側(cè)電壓或者無功的目的。
SVG裝置的特點：
（1）補償方式∶通過檢測模塊、控制運算模塊及補償輸出模塊進行無功補償，根據(jù)補償容量，補償后的功率因素可以達到0.98以上
?。?）補償時間∶4~20ms就可以完成一次補償
?。?）有級無級∶可以進行無極補償，配置合適的補償容量能夠?qū)崿F(xiàn)精確補償
?。?）諧波濾除∶不產(chǎn)生諧波更不會放大諧波，配合濾波支路可以濾除諧波
?。?）使用壽命：10年以上，自身損耗極小且基本上不需要維護
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