Page 78 - 电力与能源2024年第六期

714 俞敦伟，等：光伏逆变器特性现场校验技术

于光伏电站极为重要的孤岛保护、谐波干扰、转换 有效解决了上述问题所带来的影响。
效率、组件缺陷等问题，仍无法现场检测，这无疑
2 光伏逆变器现场校验方案
［3］
给光伏电站的建设带来了巨大风险 。光伏逆变
器存在的主要问题如下。 2.1 光伏逆变器转换效率检测
（1）转换效率低下。许多光伏逆变器在实际 当光伏逆变器组件部分被遮挡时，MPPT 的

运行时无法达到规定的转换效率，尤其是在弱光 选址有时会出现错误，导致在错误的功率点进行
条件，转换效率的降低严重影响了电站经济收益。 逆变，进一步降低了效率。为解决这一问题，必须
然而，现有技术无法直接对比检测光伏逆变器直 对各种光照度工况下光伏组件的理论出力与交流
流侧与交流侧的有功功率，亟须研发一种可以方 侧光伏逆变器出力进行检测比较，以甄别是否存
便检测光伏逆变器直流侧功率的技术，实现逆变 在 因 MPPT 选 址 错 误 引 起 的 发 电 效 率 低 下
［8］
器转换效率的准确评估。 问题 。
（2）低压穿越能力低下。在分布式光伏大规 当光伏电池组件被遮挡时，其电流-电压曲线
模接入的情况下，传输线发生短路故障时，由于光 如图 1 所示。在串联的光伏系统中，遮挡的光伏
伏逆变器短路电流能力不足，线路上的故障无法 组件表现为内阻急剧增大，当内阻增大到与串联
被及时检测并触发保护响应。同时，故障瞬间光 系统的电流相匹配时，旁路二极管导通，该遮挡的
伏逆变器的脱网，会导致系统短时有功缺额，对频 组件也就完全失去了发电能力。图 1 中的转折点
率稳定造成不利影响 ［4-7］ 。因此，必须提升光伏逆 即为旁路二极管导通点，如果遮挡电池片达到一

变器的低电压穿越能力，并开展现场评估检测。 定面积时，旁路二极管便会导通，组件的总输出特
（3）高频谐波干扰。光伏逆变器稳态运行时， 性近似于未被遮挡组件的，此时组件的 MPPT 点
虽然波形畸变对应的低次谐波较少，而由脉宽调 应该在蓝线极值点处；如果电池片的遮挡未达到
制（PWM）逆变器斩波产生的高次谐波却较多。 一定程度，旁路二极管未导通，组件的输出电流被
这些高次谐波虽然波形畸变较少，但通过电缆分 遮挡电池的电流拉低，因此组件总的输出电流-电

布电容对敏感电气设备或继电保护造成干扰，而 压曲线主要由被遮挡电池的电流—电压特性曲线
对配电网中电能无线采集等智能化设备构成潜在 决定，此时 MPPT 点在绿线极值点处。光伏组件
威胁。 的电流—电压曲线如图 2 所示。
（4）孤岛保护不完善。分布式光伏系统的孤
岛效应保护旨在解决系统脱网后的快速关断输出
问题，以防止功率倒送导致的安全事故。然而，既
有光伏逆变器仅通过关闭内部绝缘栅双极型晶体

管（IGBT）方式停止输出，系统并无明显断开点，
隐患较大。因此，必须对光伏逆变器孤岛保护动
作以后的残余电压、电流进行检测，以确保孤岛保
护的可靠有效。
针对上述一系列问题，本文开发一系列光伏
设备关键参数的现场检测技术方案。这些方案可 图 1 光伏电池组件被遮挡时的电流—电压曲线

对光伏逆变器的转换效率、高频谐波干扰、低电压 解决部分光伏组件被遮挡后的 MPPT 转移
穿越能力、孤岛保护残余电压以及三相电流电压 问题的关键在于避免被遮挡组件进入旁路二极管
和功率因数等指标进行检测，并通过对比光伏组 导通的区域。为此，光伏逆变器必须灵活识别此
件的发电功率、最大功率点跟踪（MPPT）等参数， 类工况下的 MPPT 实际最大值，如果识别错误，