光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略

李彤

摘要：随着时代的不断发展，各种技术纷纷涌现，光伏发电技术即是其中之一，相比于传统发电技术，光伏发电具有洁净、无污染、无噪声、来源广泛等突出特点，对光伏发电相关技术进行进一步了解有十分积极的意义，光伏发电系统并网点电压升高调整，是目前该技术面对的问题之一，对其调整原理和方法进行分析，有利于该技术的进一步应用。

关键词：光伏发电系统;并网点电压;优化策略

大规模光伏发电系统在执行并網运行时，要求其所占的容量逐步提升，并且对电力系统的影响也逐渐增大。其中需要经常用到的转换接口是逆变器，在控制PCC电压时，不能单纯的依靠传统的电力调整方式，要利用经济实用的PCC电压升高解决目前问题，同时借助于自身的特点优化光伏发电，提高发电系统的渗透率。

1光伏发电系统发电原理和优势

1.1光伏发电系统的原理

光伏发电利用的基本原理是光电效应，其发电装置的核心是半导体光电二极管，通常来说，相关人员会将多个光电二极管并联使用，组成较大的太阳能电池发电装置。当太阳光照射到电池上时，光电二极管可以将光能转化成电能，由于光电二极管数量众多，产生的电流往往比较大，一般可以满足各类用户使用。

1.2光伏发电系统的优势

光伏发电系统主要的能源来源是太阳，太阳能取之不尽，用之不竭，按目前全球用电量计算，只需在极小的地点安装太阳能光伏装置就可以满足需求，在用电量出现变化的情况下，可以随时调整光电二极管数量，保持对电能的合理利用[1]。同时，太阳能可以就近获得，避免电力运输中各类电阻造成的电力浪费，而且太阳能属于洁净能源，无污染、无噪声。

2光伏发电系统并网点电压升高调整原理

光伏发电系统并网运行过程中易出现电压升高问题，为此对高压进行调节限制十分必要，具体而言，我国对于供电电压允许偏差为高于或者等于35kV的正负电压的绝对值之和必须要控制在10%内，而低于或者等于10kV的三相供电压，电压偏差值必须要控制在±7%之前，同时220V的单向电压，整体的电压偏差必须要控制在-10～7%之间。而光伏发电系统具有大规模应用特点，因此在进行电压调整时，则可以通过改善输电线路阻抗参数、配置储能参数以及改变光伏系统的功率输出等方式对光伏发电系统并网点电压升高问题进行调解。但是在调解过程中，由于改善输电线路阻抗参数及配置储能参数这种调节方式，前期需要进行较大的投资，因此很难在电网系统大规模应用，而改变光伏系统的功率输出调整方式，功率改变的本质就是控制电压，因此改变光伏系统的功率输出是最为可行的一种方式，在本文中笔者主要是通过调整电压系统有功电流电压和无功电流电压，从而防止光伏发电系统并网运行出现高压问题。

3光伏发电系统并网点电压升高调整的方法

3.1无功电流电压模式下调整光伏发电系统并网点电压升高的方法

在光伏发电系统并网运行过程中，无功电流电压调整也是一种可行的电压控制方式，为了能够提升电压的调整精度，笔者认为可以采用瞬时电压幅值-无功电流的IQ（U）电压控制方式，这样当PCC的电压升高时，我们就可以使用光伏发电系统工作因数滞后于与实际工作的方式，从而利用电网系统的电感特性，利用电网容量中的电网功率因数从而对PCC电压进行调节，光伏并网系统中的PCC输送有功电流也会则为IG，同时PCC电压中的电压则为UPCC，而在光伏并网系统中的逆变器吸收的无功电流则为Icomp，而在PCC电压作出相应的调整时，输出的电压则为UPCCO，我们就可以使用双二阶通用积分器同步坐标系所环，对光伏发电系统中的PCC的电压幅值和相位进行测定，从而通过者间的比对，通过PI调节器调整对误差进行补偿，从而实现理想的电压，同时还可以通过设定参考值叠加的方式，对光伏逆变器中的有功电流参考值进行控制，从而实现PCC电压的有效调整，这也是调整光伏并网系统升高的一种有效方式，可以将电压可以控住在合理的范围内[2]。

3.2有功电流电源的调整原理及调整方略

1）有功电流的调整原理。光伏发电并网运行，会出现PCC电压升高的现象，究其原因是光伏发电系统的容量偏大，这必然会产生大量的有功功率，因而在使用时想办法限制或者减少光伏系统的发电状况，能控制整体的电流状况，让输出的电压在可以控制的范围内。

2）有功电流的调整方法。限制时运用有功电流限制方略时，要求了解到实验过程中的暂态和稳态波形图，当PCC本地负被隔离一，PCC能够在短时间内电压升高，同时要求电压调整器控制电压状况，增强PCC的整体控制力度，所以控制系统的动态响应也得到最为有效的控制。电压调整方式是稳态波形，也就说当前系统是稳定运行模式，随着时间推移输出的功率正在逐渐减少，电压整体偏差会出现回归为零的情况，因而系统功率运行是在单位因子范围内。

3.3选择光伏发电系统并网逆变器

在光伏发电系统并网点电压调节中，逆变器是最重要的调节设备。在选择光伏发电系统并网逆变器的时候，要根据光伏发电系统的整体技术指标及厂商提供的产品手册来选择，另外还要考虑其他因素，比如整机效率、额定输出功率、启动性能、输出电压等。额定输出功率指的是光伏逆变器的负载供电能力，选择合理的逆变器能够有效提高电压调节的质量。输出电压调节性能指的是逆变器的稳压性能，其与输出电压的偏差有着重要的联系[3]。

4光伏发电系统并网点电压升高调整案例分析

案例简介：某光伏电站总装机容量为10MW，共有7个光伏方阵，该光伏电站主要出现了35kV并网点电压升高问题，也即在日照辐射较强时（2：00～14：00左右），会导致光伏电站并网功率升高，从而引发并网点电压显著升高，而依据调度下发母线电压限值规定，35kV并网点电压合理范围应为33.5-38.5kV，若不及时采取调整措施，则会导致并网点电压超过规定上限，从而对整体电力系统造成不良的影响，鉴于此，相关人员设计了SVG的无功能力和光伏逆变实验对电压进行了调节。

首先，是对海原变35kV母线进行控制，U5电压越高，会导致并网点UPCC电压越高，控制方法主要有：降低海原变主变档位或采用SVG发出感性无功、切除电容器、投入电抗器等方式降低海原变无功功率设备压力，其次，是对SVG发出的无功Qc进行控制，由于QC越高，UPCC越低，为此，可利用AVC系统进行自动或手动电压无功综合调节。实验结果显示，通过过AVC系统控制SVG进行电压无功综合调节，能够将并网点电压控制在38.5kV以下，该种调整方法对SVG具有一定的依赖性，为此，还可利用变器无功能力，对各方阵逆变器功率因数进行手动设置和进行无功补偿，或者将逆变器、各方阵数据采集器与现有AVC系统进行接入，然后通过AVC系统、数据采集器、逆变器等一系列的操作，促进向电网输送的无功功率QG增加，从而实现并网电压的调节，实验证实其能将电压能控制在37.46kV左右。

5结束语

综上所述，目前我国光伏发电技术属于新型产业，在光伏发电技术的发展中也受到了国家及社会的大力支持，调整光伏发电系统并网点电压可以有效促进光伏发电产业的持续发展，其也受到了相关科研单位及光伏企业的关注。要想有效提高光伏发电系统并网点电压调整的质量，就要全面掌握光伏发电系统并网点的运行机制，根据不同的系统制定不同的优化对策，以此提高电压调整质量，使光伏发电技术及光伏企业可持续发展。

参考文献

[1]廖建海.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及措施探讨[J].科技创新与生产力.2018（06）

[2]徐娟.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及方法[J].现代经济信息.2018（02）

[3]太阳能光伏发电系统的系统分类[J].能源与节能.2014（08）