光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略
光伏发电系统并网点电压升高调整原理
光伏发电系统并网点电压升高调整原理
苗诗淇;上官原野
【期刊名称】《电工技术：理论与实践》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】随着我国电力事业的发展，电力系统结构不断完善，其中光伏发电系统容量越来越高，其会对电力系统运行产生直接影响，该系统一般会通过逆变器来实现并网运行，有可能会引发电压升高问题，分析了光伏发电系统并网点电压升高调整原理，并提出调整策略。
【总页数】2页(P409-410)
【作者】苗诗淇;上官原野
【作者单位】国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，陕西宝鸡721000
【正文语种】中文
【中图分类】A
【相关文献】
1.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略 [J], 周家军
2.光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略 [J], 崔宗海
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光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略
ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１３０２２８００３光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略黄欣科，王环，王一波，许洪华（中国科学院电工研究所，北京市１００１９０）摘要：以光伏发电系统并网点电压升高为研究对象，从电力系统功率传输理论的角度分析了光伏发电系统并网点电压升高的原因。
主要对光伏发电系统基于有功功率和无功功率的电压调整原理及调整策略进行了研究，提出了基于瞬时电压—电流控制的动态电压调整策略。
特别针对基于瞬时电压幅值—无功电流的ＩＱ（Ｕ）电压调整策略，搭建了３ｋＷ光伏发电系统实验平台，对提出的ＩＱ（Ｕ）方法进行了实验验证，取得的实验结果验证了所提出的电压调整策略的有效性。
关键词：光伏发电；并网逆变器；电压升高；过电压；电压调整；无功控制０引言随着大规模光伏发电系统并网运行，光伏发电容量所占系统总容量有所提高，对电力系统的影响也越来越大。
光伏发电系统（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＰＶＧＳ）通常都要通过电力电子接口———逆变器，经低压或中压配电网实现并网运行［１］。
传统的电力系统输配电网设计为从发电单元到负荷的单向输配电系统，大规模光伏发电系统并网运行，有可能引起潮流逆流的问题，导致光伏发电系统公共连接点（ｐｏｉｎｔｏｆｃｏｍｍｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇ，ＰＣＣ）电压升高或过电压［２－３］。
电压升高不仅影响当地负荷的供电质量，同时增大了线路和变压器等输配电设备损耗，造成系统过载，而且限制了ＰＣＣ接入更多的光伏发电系统，影响光伏发电系统渗透率［４］。
因此有必要对ＰＣＣ电压进行控制。
然而单纯依靠传统电力系统的电压调整方式，并不能完全有效、经济地解决ＰＣＣ电压升高问题，需要借助于光伏发电系统本身来解决。
目前，微电网、智能电网技术的提出，需要光伏发电设备及系统智能化、多功能化，由此，智能逆变器、多功能逆变器等概念越来越被接受，希望能够通过光伏发电系统对电网安全稳定运行起到一定的支撑作用［５－６］。
太阳能发电系统的并网电压调节与稳定控制
太阳能发电系统的并网电压调节与稳定控制随着环境保护意识的提高和对可再生能源的需求增加，太阳能发电系统作为一种清洁能源的代表，得到了广泛应用。
然而，由于太阳能发电系统的输出电压波动较大，对电网的稳定性产生了一定的挑战。
为了解决这个问题，人们对太阳能发电系统的并网电压调节与稳定控制进行了深入研究。
首先，太阳能发电系统的并网电压调节是实现稳定输出的关键。
太阳能发电系统通过光伏电池转换太阳能为直流电，并通过逆变器将直流电转换为交流电，然后并入电网。
然而，太阳能发电系统的输出电压受到多种因素的影响，如气候条件、太阳辐射强度和负载变化等。
为了保持并网电压的稳定，需要采取合适的控制策略。
其次，稳定控制是太阳能发电系统的重要环节。
稳定控制可以通过调节逆变器的输出功率来实现。
一种常用的方法是采用PID控制器，通过测量并网电压和输出电压的差值，调节逆变器的输出功率，使其与电网的电压保持一致。
此外，还可以利用模糊控制、神经网络等先进的控制方法来提高控制精度和稳定性。
然而，太阳能发电系统的并网电压调节与稳定控制面临一些挑战。
首先，太阳能发电系统的输出电压具有不确定性，随着气候条件和太阳辐射强度的变化，输出电压会发生波动。
这就要求控制系统具备较强的自适应性和鲁棒性，能够及时响应变化，并保持稳定输出。
其次，太阳能发电系统与电网的耦合性较强，系统之间的互动会引起电压和频率的波动。
因此，需要设计合适的控制算法，使太阳能发电系统与电网之间的交互更加稳定。
为了解决这些挑战，研究人员提出了一些改进的方法。
例如，可以利用模型预测控制算法来减小输出电压的波动。
该算法通过建立太阳能发电系统的数学模型，预测未来一段时间内的输出电压，并根据预测结果调整逆变器的输出功率。
这种方法可以有效地降低输出电压的波动，提高系统的稳定性。
另外，还可以利用智能优化算法来优化控制策略。
智能优化算法可以通过学习和优化过程，自动调整控制参数，以达到最优的控制效果。
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，光伏发电系统并网的运行规模逐渐扩大，提高了光伏发电容量占据系统的总容量，对电力系统有着重要的影响。
本文主要阐述了光伏发电系统并网电压的应用、光伏发电系统并网点电压升高及优化策略，以供参考。
标签：光伏发电系统；并网点电压；优化策略一、光伏发电系统并网电压的应用目前我国光伏发电技术已经逐渐迈入成熟阶段，分布式光伏在配电网中出现了渗透率上调的情况，尤其是在低压配电网中。
在发展过程中使用较弱反射式低压配电网时出现高光伏渗透配电，其原因可能是由于天气的变化，多云会使光伏出现剧烈的波动，这时电压会下降，闪电会降低系统的稳定性。
这些情况的出现都会使光伏具有高承载，导致初选潮流逆流从而出现电压问题。
那么这些问题只靠传统的变压器或者电力电气等控制方式是不能及时作出调整的。
目前所使用的大容量逆变器是为电网注入额定的有功功率，将最低功率集中在0.9，在实际功率比逆变额定功率小的情况下，剩余的功率就能够实现无功率支持。
比如在研究接入光伏触发高电压问题的时候，使用逆变器是不能有效解决这一问题的，如果低压配电网中电力阻抗发生变化，使低压配电网中的无功调压效果小于电压等级较高的网络，在逆变器正常运行的基础上，变压器及线路容量能够影响网点电压的控制能力。
二、光伏发电系统并网点电压升高及优化策略（一）光伏发电系统并网点电压升高原理使光伏发电系统并网供电，可以提高光伏企业的经济效益。
目前我国正在进行新能源改革，实施一系列创新的供电体系，促进了光伏发电系统的发展。
光伏发电技术是一项全新的技术，随着多年的发展，我国的研究水平已逐渐赶上其他国家的水平，近几年我国的光伏产业也有了全新的机遇。
为了提高供电系统的整体安全性能，电网运行商就要使用升压变压器隔离的方式，将低压电网或者中压电网接入光伏系统，那么电网运行商就要使用并网的形式进行，光伏企业就要根据自身的特点，使电压具有精准性。
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略 宋俞锋
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略宋俞锋摘要：光伏发电系统并网因为多电源网络的原因会发生许多异常现象，比如潮流与逆流等，这些异常情况会导致电力系统电压升高、输配电设备损耗的问题，研究光伏发电系统并网点电压升高的具体原因，并提出了相应的调整优化措施。
关键词：光伏发电；并网点；电压调整引言在发电系统接入光伏之前，采取的往往是单电源辐射状网络，在这种网络之中，网络的功率通常是由电源所在之处往负载方向单向流动，网络中的电压沿潮流方向逐渐降低，这也决定了维持网络末端电压不超过规定值是传统配电网电压控制的主要目的。
当光伏接入发电系统之后，配电网从单电源转变为多电源，这就存在极大的可能会使得配网潮流逆流，还会造成并网点电皮升高，如果情况恶化，甚至还会使得电网电压越限。
由于传统配电网的电压调整设备在光伏接入后会产生误动作和频繁动作，并在一定程度上会影响配电网的电压质量，而电压调整设备的频繁动作还可能减少设备的使用寿命时间，这必然会导致维护设备的成本费用。
有上述分析可知，搞清楚光伏发电系统并网点结构，分析光伏发电系统并网点电压升高的具体原因，研究其电压调整的原理，探究光伏发电系统并网点电压升高优化策略，能够降低资源损耗，降低成本费用，是具有重要研究意义的。
1 并网光伏发电系统结构通常来说，现如今光伏发电系统可以根据能量转换次数的不同而分为两大类，一种是单级式并网光伏发电系统，另外一种则是两级式并网光伏发电系统。
单级式并网光伏发电系统拓扑结构如图1所示。
图1 单级式并网光伏发电系统拓扑结构光伏发电系统中，光伏组件一般采取串并联构造光伏阵列来增加直流电压，使得DC/AC逆变器的直流侧母线电压能够达到额定工作的标准，在这之后，使用DC/AC逆变器将光伏阵列产生的直流功率再变化为交流功率汇入电网中。
在单级式并网光伏发电系统之中，只有一个能量转换环节，因此能量转换效率较高，并且具有的拓扑结构较为简，另外，单级式并网光伏发电系统需要的电器元件很少；但DC/AC逆变器除了仅仅实现并网点功能之外，另一方面还需要保证最大功率点的即时跟踪，所要执行的控制策略运行起来比较复杂复杂，两级式并网光伏发电系统拓扑结构如图2所示。
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略摘要：21世纪，电力资源的需求量已经不可同日而语，传统的火力发电方式不仅产能低而且对环境造成了很大程度的环境恶化。
在追求经济发展与环境保护并重的今天，光伏发电成为了人们解决电力供应紧张问题的救命稻草。
光伏发电系统在我国属于新兴技术，其中存在许多亟待解决的问题。
光伏发电系统并网点电压升高是光伏发电系统常出问题的过程，经过试验研究笔者就这一问题从理论入手寻得解决问题的方法，旨在让光伏发电系统更好的为电力供应发挥作用。
关键词：光伏发电系统；电压升高；原理；策略1.前言现代生活，人们最不能离开的动力资源便是电力。
如果一座城市电力供应系统崩溃，就会出现交通混乱，社会动荡的情况。
保障电力供应已经是社会最为基本的基础工作。
光伏发电具有产能高、污染低等优势，是未来电力发展的必然去向。
但现在中国的光伏发电技术还不成熟，光伏发电系统在进行并网电压升高工作时，不易人为控制，既影响光伏发电的产能率又会造成安全隐患。
若能有效控制这一过程，必将促进光伏发电产业的快速发展。
2.光伏发电系统的应用光伏发电的主要元件是半导体材料。
半导体的特殊性使太阳能可以转变成人们日常生活中常用的电能，光伏发电系统无污染，在安全性方面远超其他传统发电方式，同时只要有太阳光的地方就可以发电，在地区上没有限制。
用途十分广泛，对于高原、海岛等与世隔绝的偏远地区，光伏发电就是极好的解决方法。
这种先进的发电方式也渗透到我们生活的各个角落，航标灯、铁路信号灯的电力供应大多也是通过这种方式进行。
光伏发电更是渐渐被应用到更多地高新技术产业，像是天上飞的卫星，地上开的太阳能汽车。
同时，科学家们有用太阳能资源建造房屋的设想。
有上述应用可见，光伏发电已经成为了高新技术的代名词，已经成为了我们生活中不可缺少的一部分。
光伏发电本事也是极有发展前途的新兴发电技术。
[1]3.我国并网点电压上升采用的原理想要将光伏发电系统真正在实际中大范围推广，并网供电是必经之路。
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略发布时间：2023-02-27T06:58:27.181Z 来源：《中国电业与能源》2022年10月19期作者：李天财[导读] 目前，微电网、智能电网技术的提出，需要光伏发电设备及系统智能化、多功能化，李天财中广核新能源新疆分公司新疆乌鲁木齐830001摘要：目前，微电网、智能电网技术的提出，需要光伏发电设备及系统智能化、多功能化，由此，智能逆变器、多功能逆变器等概念越来越被接受，希望能够通过光伏发电系统对电网安全稳定运行起到一定的支撑作用。
光伏发电系统的先行者如德国、日本等国家，推出了新的光伏发电系统并网规范，允许光伏发电系统具有一定的灵活性和主动性，要求光伏并网系统支撑电网的安全可靠运行，特别是允许光伏发电系统可以调整其输出的有功功率和无功功率，参与系统的电压和频率调整。
中国也推出了新的光伏发电系统并网规范，允许并要求大中型光伏电站具有一定的有功功率与无功功率控制能力，参与电力系统局部电压和频率调整。
关键词：光伏发电系统；网点电压；调整策略光伏发电系统是在中低压配电网中采用电力电子为接口，接入隔离升压变压器而实现并网运行的发电系统，其能够有效提高电网运营商的整体经济效益，并且其自身也属于新能源产业，因此被广泛应用于电力系统配置中。
但是，由于我国长久以来都是采用发电单元到负荷之间的单向输配电系统这一传统的电力系统传输电力设计，因此，当光伏发电系统并入到系统中，很容易导致系统并网出现潮流逆流问题，从而使得光伏发电系统的公共连接点处于高压状态或电压升高，进而造成系统过载，不仅会影响光伏发电系统自身的运行，同时对其并入的整个电网系统也会产生较多的不良影响，为此，电力相关部位需重视光伏发电系统并网点电压升高问题。
一、光伏发电并网系统的特点光伏发电模块通过串联和并联形成光伏发电系统，产生的直流电电压可以满足正常运行的要求。
直流逆变器可以将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电，将光伏发电系统产生的电能供给电力系统。
为什么农村光伏输出电网电压会过高
为什么农村光伏输出电网电压会过高 伴随光伏扶贫深入，很多问题开始凸显。
比如在一些偏远地区，施工人员在并网时发现：电网电压总是偏高，不仅引发经常性的电压故障报警，还导致逆变器停机保护，严重影响了光伏收益。
针对此类问题，厂商常常从逆变器侧给出解决方案，比如放宽保护电压范围（针对不同地区，将出厂交流电压放宽至160－300AC可调）。
虽然这种方式可以解决逆变器的保护停机问题，但因输出的电网电压过高，总会对一些家用电器造成损害。
应该说，这类现象很常见，很多论坛帖子也对此做过专业技术分析，但依然有不少从业者表示困惑。
在此，笔者想通过一些类比做个简单梳理，以帮助大家从电站设计源头避免以上情况发生。
我们都知道，光伏并网系统就是通过逆变器把直流电转换成交流电，并传输到电网的过程。
如果把电网比作大海，逆变器则可以看成是一条条细流，而并网就好比涓涓细流汇入大海，那一条条并网用的交流线缆就是汇流的河床。
对此，我们不妨做个类比： 在一些偏远地区或弱电网区的并网发电过程中，常因为线路阻抗的影响（河床狭窄，阻塞较多），而不得不抬高逆变器输出交流电压（河流水位增大，形成高水势才能流向大海），以保证交流电高效流向电网（河流汇入大海）。
但这无形中会引发两类问题：一是输出电压高于逆变器自身保护电压值，使逆变器报错和执行保护性停机；二是并网点变压器容量较小（也就是大海蓄水量不足，这是很多地方限制并网容量在30％左右的原因），极易因电量超负荷上网，抬高电网电压（蓄水池蓄水能力不足，满溢）。
事实上，以上两种情况，正是造成电网电压过高的两个主要原因，即并网点容量偏小，负荷消耗能力不足，或电网弱凸显了线路阻抗。
那幺，我们该如何解决以上问题呢？ 毫无疑问，一是增大线缆规格，合理选择并网点；二是增容变压器，改善蓄水能力。
其中，合理选择并网点和增容变压器都很容易理解，比如就近变压器选择并网点就是最常用并网点选择方式，而增容变压器就是给变压器增容。
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光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略
作者：周家军
来源：《科学家》2016年第03期
摘要研究主要针对光伏发电系统中并网点电压升高原因，主要分析角度是传输理论方面，并且简要介绍光伏发电系统总的有功和无功电压调整要点，分析原理和方法，为电压调整提出有效建议。
关键词广发发电系统；网点电压；调整
大规模光伏发电系统在执行并网运行时，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光伏发电系统并未电压的应用概述
我国最近几年光伏发电的技术已经开始走向成熟，同时分布式的光伏在配电网特别是在低压配电网上出现渗透率不断上调的状况。
在发展中出现高光伏的渗透配电，特别在使用时遇到比较弱的反射式低压配电网形式，出现上述情况的根本原因是受到天气变化的影响，多云的天气状况光伏会出现剧烈波动，接下来就会出现电压的马上下降，闪电的出现会影响整个系统的整体稳定性能。
以上诸多情况的产生让光伏承担较高的承载，很容易初选潮流逆流最终引发的电压问题。
控制上述问题如果单纯的依靠变压器或者电力电气等比较传统的电压控制方式，在响应速度不能做出调整的前提下，频繁快速的额电压变化不能是不能得以实现。
当前使用中最新的大容量逆变器主要是给电网注入额定的有功功率，也能实现最低的功率因素集中在0.9，在实际有功出力比逆变期额定功率小的情况下，那么剩余的功率能够在这个过程中实现无功率支持。
例如在研究光伏接入引发的高电压现象，如果借助于逆变器这一情况不能得到妥善的解决，但是其使用时的经济效能还是值得肯定的，但是由于低压配电网中电力阻抗有一定变化形式，导致低压配电网中的无功调压效果比电压等级比较高的网络小很多，在逆变器正常运行的情况下，网点电压的控制能力也要受到变压器或者线路容量这两项因素制约。
2电压升高和调高原理
我国传统的电力系统主要电力配置方式是从高压到低压，配置系统呈现单项配置模式，所以潮流逆转的配置模式是不允许使用的，一般情况下高压、中压的变压器上面都有着调压的抽头，能够在运行中实现带载调压，但是在中压和低压部分没有调压抽屉，所以调压时不带载调压。
使用过程中，为了能够有效的确保系统的整体安全性能，要求电网运营商需要通过光伏发电系统模式隔离整个升压变压器，让其接入到低压或者中压中，两网同时运行。
从上一节能够了解到，大规模的光伏发电系统在并网运行后，会出现PCC电压偏高的状况，所以在使用时需要适度的控制PCC电压。
德国常用的VDE AR 4105标准规定中，就要求不允许中压并网光伏系统引发PCC的高压超过2%，低网则被控制在3%左右。
PCC电压受到电网电压、输出电线路的阻抗参数、线路的传授功率等因素限制，在结合光伏发电系统自身特点的基础上，最好使用电压调整，第一先要逐步改善电路出现的阻抗参数；第二，需要配置储备能量的相关装置；第三，在改善输电路阻抗参数的过程时控制好光伏发电系统中的有用功率以及无用功率。
在使用时需要考虑一点在使用时前期成本比较大，不能做到经济适用，因而当前规模化使用还不能马上实现。
在新电网固定中可以调节光伏在可用功与无用功之间，最好的办法就是先控制好各类光伏发电系统，通过输出有用功率和无用功率的方法开展，借助于光伏发现系统中有用功率和无用功率的使用策略，这样可以在一定程度上面控制好PCC电压，其实可以这样理解功率控制的本族本质其实就是电流的流量，所以在研究时可以研究电流的流量控制。
2.1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，图2能够了解到，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。
2.2无用功电流电源调整原理
1）调整原理。
调整时为了控制住电力最好运用双二阶通用积分器为主要的工具，检测出PCC电压的具体相位和浮动数值，这样可以在使用是比较粗电压瞬时的幅值和锁定后的幅值，所有的误差在经过P1调节后最终获得电压调节中的无功补偿，叠加设定的武功电流参考后控制逆变器的整体数值，最终可以实现PCC的动态调整。
2）调整方法。
首先使用时需要先调整好PCC的电压状况，调整过程中也呈现出暂态和稳态的实验波形图，有图可见，在PCC本地负载切除的瞬间，逆变器不能吸收任何功率，因而也就不能在此基础上调整PCC的功率，电压值指数为零以后，系统将不能正常运行单位功率的整体因素，反而会滞后于整体的功率因数状况。
3）对比总结。
通过上述两个图的对比，能够了解到一点那就是有功电流电压在调整时，需要比无功电流电压调整有更快的动态响应情况，一旦有功电流电压被调整后，光伏发电系统依旧作用于单位功率的因数，反之亦然，将会制约整个单位功率因数，尤其在控制电压精度时，有功和无功两者的控制策略都较好，另外从经济方面考虑问题，无功控制策略有更好的经济收益。
3结束语
光伏发电系统并网过程中出现PCC电压升高的现象比较常见，也是光伏发电系统的关键环节，基于此，本文从功率以及传输理论上为入手点，在分析PCC电压升高的各类影响因素，并提出瞬时电压以及动态电压的整体调整方略。
并且同经济角度介绍有功和无功电流的发电调整容量问题，该研究为光伏发电并网运行提供很多可参考意见。