Page 81 - 电力与能源2021年第八期

第 42 卷第 4 期 电力与能源
2021 年 8 月 4 7
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DOI : 10.11973 / dl y n y 202104017

光伏电站低电压穿越及直流侧保护控制策略

范丽君 , 黄 鑫 2
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( 1. 国网上海市电力公司嘉定供电公司, 上海 201800 ; 2. 国网上海市电力公司浦东供电公司, 上海 200122 )

摘 要: 低电压穿越( LVRT ) 能力是考验大型光伏电站能否稳定并网的一项重要指标, 根据国家电网制定的
标准和并网要求, 提出了一种提高单级光伏电站 LVRT 能力的综合控制策略。该控制方法能够限制光伏发
电交流侧的过电流以及直流侧的过电压, 从而避免其可能导致的逆变器脱网或损坏等问题。该控制策略还
可以在检测到电压降落时, 注入一定的无功功率对电压进行支撑。仿真结果表明, 所提出的控制策略不仅提
高了光伏系统的穿越故障能力, 保证了光伏电站的安全性, 而且可在不同故障类型下通过有功、 无功功率控
制对电网提供支撑。
关键词: 单级式光伏电站; 逆变器控制; 电压骤降; 低电压穿越; 无功支撑
作者简介: 范丽君( 1991 —), 女, 硕士, 工程师, 从事配电网新能源接入及状态评价的技术研究工作。
中图分类号: TM615 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2021 ) 04-0447-05
LowVolta g eRide-Throu g handProtectionofDC-LinkVolta g eControlStrate gy
forPhotovoltaicPowerPlant

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FANLi j un , HUANGXin
( 1.StateGridJiadin gPowerSu pp l yCom p an y , SMEPC , Shan g hai201800 , China ;
2.StateGridQin gp uPowerSu pp l yCom p an y , SMEPC , Shan g hai200122 , China )

Abstract : Thelowvolta g eride-throu g h ( LVRT ) ca p abilit y isoneofthechallen g esfacedb y theinte g rationof
lar g e-scalep hotovoltaic ( PV ) p owerstationsintoelectrical g rid , therefore , thisp a p erp resentsacom p rehen-
sivecontrolstrate gyofsin g le-sta g ePVp owerp lanttoenhancetheLVRTca p abilit ybasedontheStateGrid
standards.The p roblemsofdc-linkover-volta g eandacover-currentthatma y causedisconnectionordama g eto
theinverterhasbeenfocusedinthis p a p er.Meanwhile , thiscontrolstrate gy canalsoensurethereactive p ower
su pp ortthrou g hthein j ectionofreactivecurrentaccordin g tothestandardre q uirementsassoonasthevolta g e
sa g isdetected.Thesimulationresultsshowthatthe p ro p osedcontrolstrate gy cannotonl y im p rovetheca p a-
bilit yofride-throu g hfaultsafel yandkee p theinverterconnected , butalsop rovide g ridsu pp ortthrou g hreac-
tivep owercontrolatdifferentt yp eoffaults , whichensuresthesafet yofthePVp owerstations.
Ke ywords : sin g le-sta g ePVp owerstation , invertercontrol , volta g esa g , lowvolta g eridethrou g h , reactive
p owersu pp ort

随着大型光伏电站在电网中渗透率的不断提 积在直流侧, 无法有效地转移或消耗, 造成直流母
高, 未来更容易引发因设备故障、 脱网而导致的电 线电压短时间内急剧升高, 极易引发变流器开关
力系统稳定性、 可靠性等问题 [ 1-2 ] 。对此, 我国针 器件因过流过热而烧毁, 故还需对光伏直流侧电
对大型光伏电站并网 运行制定了相应的技术准 压加以控制, 以避免过电压事件的发生。
则 [ 3 ] 。其中, 要求光伏系统在电网电压骤降( 通常 针对这 一 目 标, 现 有 研 究 多 是 将 不 平 衡 故
由电网故障引起) 时需具备保持与电网相连并继 障下的各 个 分 量 进 行 正 负 序 分 解, 并 针 对 不 同
续维持运行, 并在必要时向电网提供动态无功支 的参考坐标系提出电压跌落故障下的并网电流
撑以 帮 助 电 压 快 速 恢 复 的 能 力, 即 低 电 压 穿 越 参考值计 算 方 法, 进 而 设 计 相 应 的 电 流 跟 踪 控
( Low Volta g eRideThrou g h ,简 称 LVRT ) 能 制策略 [ 4-5 ] 。文献[ 6 ] 提 出 采 用 负 序 电 压 前 馈 的
力, 具体要求如图 1 所示。此外, 当电网发生低压 方法来 消 除 电 压 跌 落 时 并 网 电 流 中 的 负 序 分
故障时, 光伏阵列无法向外输送功率, 导致能量堆 量, 使并网电流三相平衡且正弦, 但其无法抑制