【科普】光伏逆變器是如何保護(hù)自己的?
隨著新能源行業(yè)的日漸興起,光伏發(fā)電能源儼然已成為新能源行業(yè)的巨頭,光伏電站的安全運(yùn)行也成為維持電網(wǎng)穩(wěn)定的一個(gè)重要因素,電站的站內(nèi)保護(hù)像是光伏逆變器的防孤島保護(hù)、低電壓穿越,以及站內(nèi)的靜止無功發(fā)生裝置都成為光伏電站必不可少的配置。
低電壓穿越功能是指當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)并網(wǎng)逆變器能夠正常并網(wǎng)一段時(shí)間,“穿越”這個(gè)低電壓時(shí)間(區(qū)域)直到電網(wǎng)恢復(fù)正常;孤島效應(yīng)保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí)并網(wǎng)逆變器應(yīng)立即停止并網(wǎng)發(fā)電,保護(hù)時(shí)間不超過0.2秒。可以看出,孤島效應(yīng)保護(hù)與低電壓穿越是相互矛盾的,兩種功能不能同時(shí)并存,需要根據(jù)電站規(guī)模和要求進(jìn)行選擇,一般原則如下:
對(duì)于小型光伏電站,并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)中所占的容量較小,對(duì)電網(wǎng)的影響較小,在電網(wǎng)故障時(shí)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響,所以應(yīng)具備快速監(jiān)測(cè)孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力,即此時(shí)并網(wǎng)逆變器應(yīng)選擇孤島效應(yīng)保護(hù)功能。
對(duì)于大中型光伏電站,并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)中所占的容量較大,對(duì)電網(wǎng)的影響較大,在電網(wǎng)故障時(shí)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響,所以應(yīng)具備一定的低電壓穿越能力,即此時(shí)并網(wǎng)逆變器應(yīng)選擇低電壓穿越功能。
對(duì)于目前大多數(shù)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來說,逆變器所配置的都是低電壓穿越。大型和中型光伏電站的低電壓耐受能力要求為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的低電壓穿越功能,并網(wǎng)逆變器需要采用新的軟件控制算法,軟件控制算法需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng),并判斷電網(wǎng)是否發(fā)生電壓跌落(平衡或者不平衡跌落)。當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落故障時(shí),立即啟動(dòng)低電壓穿越功能,控制輸出電流以及輸出的功率,當(dāng)電網(wǎng)電壓在一定范圍以內(nèi)時(shí),逆變器進(jìn)入低電壓穿越階段;當(dāng)電網(wǎng)進(jìn)入電壓恢復(fù)階段,此時(shí)并網(wǎng)逆變器輸出無功功率起到迅速支撐起電網(wǎng)電壓的功能。如果電網(wǎng)跌落是不平衡跌落,逆變器會(huì)以輸出三相平衡電流為目標(biāo)函數(shù),通過軟件控制算法實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)電壓不平衡階段,逆變器的電流是平衡的;當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常,逆變器迅速轉(zhuǎn)入正常并網(wǎng)狀態(tài)。
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