大中型光伏電站并網(wǎng)性能測(cè)試技術(shù)研究

摘要：以青海省某大型光伏電站的并網(wǎng)性能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為例，研究大中型光伏電站并網(wǎng)性能測(cè)試技術(shù)。介紹了測(cè)試項(xiàng)目中電能質(zhì)量測(cè)試和低電壓穿越(LVRT)性能測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論：電能質(zhì)量測(cè)試中電流直流分量和電壓不平衡度超標(biāo)，不符合并網(wǎng)要求；LVRT性能測(cè)試中，測(cè)試點(diǎn)輸出三相電流在電壓跌落故障發(fā)生和恢復(fù)時(shí)刻存在暫態(tài)現(xiàn)象；被測(cè)并網(wǎng)逆變器能在電壓跌落故障期間保持不脫網(wǎng)，且能向電網(wǎng)提供一定的無功功率補(bǔ)償，其LVRT性能符合并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求。
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)性能；電能質(zhì)量；低電壓穿越

1 引言
我國西北地區(qū)光照資源豐富，十分適合發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。僅2011年，青海建成并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)光伏發(fā)電1．003 GW。大規(guī)模光伏電站并入電網(wǎng)，其電能質(zhì)量、LVRT能力等問題給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了諸多挑戰(zhàn)。面對(duì)現(xiàn)今光伏發(fā)電迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，必須深入研究光伏電站并網(wǎng)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，并開展現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，嚴(yán)把光伏發(fā)電入網(wǎng)質(zhì)量關(guān)。
在此以西北某大型光伏電站一期發(fā)電工程10 MWp光伏電站的并網(wǎng)性能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為例，講解了電能質(zhì)量和LVRT性能測(cè)試兩種并網(wǎng)關(guān)鍵測(cè)試
項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方法，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。

2 被測(cè)光伏電站基本信息
被測(cè)光伏電站年均發(fā)電量為1 573．75萬千瓦時(shí)，服務(wù)年限25年；由42 840片多晶硅組件構(gòu)成10個(gè)1 MW的發(fā)電分區(qū)，均采用固定傾角安裝方式；每個(gè)發(fā)電分區(qū)由兩臺(tái)500 kW光伏逆變器完成DC／AC電能轉(zhuǎn)換；光伏逆變器輸出0．38 kV交流電，由箱式變壓器升壓至10．5 kV；10條10．5 kV交流出線分兩條局部總線經(jīng)防雷和繼電保護(hù)裝置接至10 kV配電網(wǎng)母線，再經(jīng)繼電和成套保護(hù)裝置接入110 kV供電網(wǎng)絡(luò)。電氣拓?fù)淙鐖D1所示。

該光伏電站共使用了4種不同型號(hào)并網(wǎng)逆變器，每臺(tái)逆變器額定功率均為500 kW。被測(cè)逆變器的直流側(cè)主要技術(shù)參數(shù)：額定直流輸入功率512 kW；直流工作電壓300～900 V；MPPT跟蹤直流電壓300～850 V；最大輸入電流1．2 kA。交流側(cè)主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓(線電壓)380 V／400 V／415 V；輸出頻率50 Hz／60 Hz(自適應(yīng))；逆變器效率不低于98．3％；電流波形失真度小于3％(輸出滿載時(shí))；輸出功率因數(shù)大于0．99。其他3種型號(hào)逆變器的電氣參數(shù)與之大致相同。

3 并網(wǎng)測(cè)試技術(shù)與方法
大中型光伏電站并網(wǎng)檢測(cè)的內(nèi)容包括輸出功率特性測(cè)試、功率控制特性測(cè)試、電能質(zhì)量測(cè)試、LVRT性能測(cè)試、頻率擾動(dòng)響應(yīng)性能測(cè)試和通用性能測(cè)試。這里僅對(duì)該光伏電站的電能質(zhì)量測(cè)試與LVRT性能測(cè)試進(jìn)行研究分析。
3．1 電能質(zhì)量測(cè)試
電能質(zhì)量要測(cè)試指標(biāo)包括：電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、諧波、電壓不平衡度和直流分量。依據(jù)Q／GDW 618—2011標(biāo)準(zhǔn)，該電站的電能質(zhì)量測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)設(shè)在其并網(wǎng)點(diǎn)處；測(cè)試時(shí)應(yīng)將電能質(zhì)量測(cè)試裝置并聯(lián)接在并網(wǎng)開關(guān)處。
3．2 低電壓穿越性能測(cè)試
目前LVRT能力的測(cè)試依據(jù)是Q／GDW 617—2011標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在圖2中電壓輪廓線及以上的區(qū)域內(nèi)時(shí)，光伏逆變器必須保證不間斷并網(wǎng)運(yùn)行；當(dāng)在圖2中電壓輪廓線以下時(shí)，允許光伏逆變器停止向電網(wǎng)線路送電。

LVRT性能測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)選在被測(cè)發(fā)電單元的并網(wǎng)處，測(cè)試時(shí)須對(duì)被測(cè)發(fā)電單元分輕載和重載兩種工作狀況分別進(jìn)行分析。

4 并網(wǎng)測(cè)試結(jié)果與分析
按上述測(cè)試方法，對(duì)選定的10 WMp光伏電站進(jìn)行了電能質(zhì)量測(cè)試和LVRT性能測(cè)試。
4．1 電能質(zhì)量測(cè)試結(jié)果與分析
表1示出被測(cè)光伏電站輸出三相電流的1～25次諧波大小及電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)諧波允許值的規(guī)定。按標(biāo)準(zhǔn)折算后，對(duì)照各次諧波值可知，被測(cè)光伏電站輸出的電流諧波符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2示出被測(cè)光伏電站輸出線電壓的偏差值，對(duì)于110 kV接入等級(jí)的光伏電站，其電壓偏差應(yīng)不超過標(biāo)稱值的10％，被測(cè)光伏電站出口電壓偏差符合標(biāo)準(zhǔn)要求。