光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法
基于ETAP的光伏电站并网电能质量评估
基于ETAP的光伏电站并网电能质量评估陈丽【摘要】针对典型50 MWp光伏电站进行分析,通过ETAP电力系统仿真平台对区域电网及光伏电站进行建模,以对其电能质量进行评估,结果表明,该光伏电站接入电网后,其在PCC点产生的谐波电流,引起的电压波动及闪变、电压偏差、直流电流分量等关键电能质量参数均满足相关规程要求.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】4页(P59-62)【关键词】光伏电站;电能质量;谐波;电压波动;电压闪变【作者】陈丽【作者单位】河北省电力勘测设计研究院,石家庄 050031【正文语种】中文【中图分类】TM615随着光伏发电技术快速发展，越来越多的光伏电站并入电网，其电能输出特性成为影响电网电能质量的重要因素。
以50 MWp光伏电站为例进行电能质量评估。
光伏电站场内建设一座110 kV升压站，主变规模1×50 MVA，变比115±8×1.25%/37 kV。
光伏电站由50个发电系统单元组成，每个单元容量为1.0 MWp，经2台500 kW并网逆变器和1台1 000 kVA箱式升压变压器(0.4/0.4/37 kV)升压至35 kV，而后经5回集电线路汇集至35 kV母线，再升压至110 kV，通过一回线路T接苑水-马村110 kV线路并网。
正常运行方式下，马村110 kV变电站由玉林-马村线路主供，苑水-马村线路断开做备用，因此光伏电站T接苑水-马村线路后，光伏电站并网点为苑水220 kV站110 kV侧，即苑水220 kV站110 kV侧为本项目与电网的公共连接点(简称“PCC点”)，以下主要考察PCC点的电能质量是否满足要求。
1.1 ETAP仿真系统简介ETAP12.6.0是当前广泛使用的电力系统分析计算工具，ETAP用户可以通过可视化界面建立电网系统。
它适用于从单座变电站、电厂到大型电网、电力系统的分析计算。
经常被混淆的电压波动与电压闪变
经常被混淆的电压波动与电压闪变
电压闪变与波动，两个形影不离的兄弟，经常一起出现在我们的视野中。
闪变外向，我们可以从外表觉察到它的变化，而波动则偏内向，心理活动丰富。
除此以外，它们之间还有什幺不同之处呢？
一、电压波动的概念及计算方式
电压波动是指电网内电压有规则的变动，或是变化幅度倍数在0.9~1间的
随机变化。
电压波动可以通过电压方均根值曲线来描述，电压变动d和电压电压变动频度r则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压波动d的定义表
达式为
二、电压闪变的概念及计算方式
闪变是人眼对灯光亮度变化所引起刺激的不稳定感。
即，人对亮度变化的不适感。
闪变严重度则由UIE-IEC闪变测量方法定义，以参数、评估闪变烦扰强度。
其中，短闪变是衡量短时间（目前若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，基本记录周期为10min；长闪变则由短时间闪变值推算出，反映长时间（若
干小时）闪变强弱的量值，其基本记录周期为2h。
根据IEC 61000-4-5:1996制造的IEC闪变测试仪是目前国际上通用的测量闪变的仪器，其简化原理框图如图1所示。
图1 闪变测试仪简化原理框图
“平方一阶滤波”输出的反映了人的视觉对电压波动瞬时闪变感觉水平，进。
电压波动和基于瞬时无功功率理论的闪变计算
【关键词】 电压波动； 闪变； 闪变计算 【作者单位】 高彦静， 中国核电工程有限公司河北分公司 ； 安文翔， 中国核电工程有限公司河北分公司
一、 引言 电压闪变问题是上世纪 70 年代以来电力系统研究的重 点课题之一， 它可以说是电压波动的一种特殊反应。公共供 电点（ PCC） 的电压波动， 会引起人眼对灯光闪烁感觉的不适， 人眼的这种主观感觉， 称为闪变。目前闪变一词的含义已经扩 展到电源电压的变化对一些敏感设备所产生的不良影响。引起 这些负荷会对电力系统的 电压闪变的主要原因是冲击性负荷， 安全稳定运行和用电设备的正常工作造成严重的影响。 目前， 国内外的闪变检测方法主要有平方检测法 、 有效 值检测法和整流检测法等 。 本文将主要采用瞬时无功功率 理论检测法分别对电压波动信号进行检测仿真 。 并通过仿 真得到调幅波从而进行闪变值的计算 ， 分析短时闪变值精度 — —统 本文分析介绍了三种计算方法 — 是否符合要求。另外， 计排序法， 线性插值法和多项式曲线拟合法 ， 并分别用这三 对结果进行分析和比较 。 种方法对闪变值进行计算 ， 二、 瞬时无功功率理论 1984 年日本学者 Akagi Hirofumi 提出瞬时无功功率理论 这个具有里程碑意义的方法 。 首先设三相电路为三相三线 ib ， ic 制， 并且完全对称， 其各相电流， 电压的瞬时值分别为 i a ， ub ， uc ， ia + ib + ic = 0， u a + u b + u c = 0 。 根据派克变换， 和 ua ， 将其变换到正交的 d － q － 0 坐标系中：
ω 2 U [u ] =槡 3 [ － sinωt ] ud
q
cos t
（ 5）
将式（ 7 ） 和式（ 8 ） 代入式（ 4 ） 中得： 3 p = UIcosф 2 3 q = UIsinф 2 三、 用瞬时无功功率理论求取调幅波
电压波动和闪变
对国家相关电能质量标准的理解与综述1 电压波动和闪变范围本标准适用于交流50Hz 电力系统正常运行方式下，由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能引起人对灯光闪烁明显感觉的场合。
1.1 定义：（1）电压波动（voltage fluctuation ）电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变（2）电压方均根值曲线R.M.S. voltage shapeU （t ）每半个基波电压周期方均跟值（有效值）的时间函数（3）电压变动relative voltage changed电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。
（4）电压变动频度rate of occurrence of voltage changesr单位时间内电压变动的次数（电压由大到小或由小到大各算一次变动）。
不同方向的若干次变动，如间隔时间小于30ms ，则算一次变动。
1.2电压波动的测量和估算电压波动可以通过电压方均根值曲线U （t ）来描述，电压变动d 和电压变动频度r 则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压变动d 的定义表达式为： %100⨯∆=NU U d 式中：△U----电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差。
U N ----系统标称电压。
当电压变动频度较低且具有周期性时，可通过电压方均根值曲线U （t ）的测量，对电压波动进行评估。
单次电压变动可通过系统和负荷参数进行估算。
当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化率分别为△P i 、 △Q i 时，可用下式计算： %1002⨯∆+∆=Ni L i L U Q X P R d 式中R L 、X L 分别为电网阻抗的电阻电抗分量。
在高压电网中，一般X L ＞＞ R L 则式中：S SC ---考察点（一般为PCC ）在正常较小方式下的短路容量。
在无功功率的变化量为主要成分时（例如大容量电动机启动），可采用以下两式进行粗略估算对于平衡的三相负荷：%100⨯∆≈sci S S d 式中：△S i ---三相负荷的变化量。
电压波动和闪变
对国家相关电能质量标准的理解与综述1 电压波动和闪变范围本标准适用于交流50Hz 电力系统正常运行方式下，由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能引起人对灯光闪烁明显感觉的场合。
1.1 定义：（1）电压波动（voltage fluctuation ）电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变（2）电压方均根值曲线R.M.S. voltage shapeU （t ）每半个基波电压周期方均跟值（有效值）的时间函数（3）电压变动relative voltage changed电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。
（4）电压变动频度rate of occurrence of voltage changesr单位时间内电压变动的次数（电压由大到小或由小到大各算一次变动）。
不同方向的若干次变动，如间隔时间小于30ms ，则算一次变动。
1.2电压波动的测量和估算电压波动可以通过电压方均根值曲线U （t ）来描述，电压变动d 和电压变动频度r 则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压变动d 的定义表达式为： %100⨯∆=NU U d 式中：△U----电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差。
U N ----系统标称电压。
当电压变动频度较低且具有周期性时，可通过电压方均根值曲线U （t ）的测量，对电压波动进行评估。
单次电压变动可通过系统和负荷参数进行估算。
当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化率分别为△P i 、 △Q i 时，可用下式计算： %1002⨯∆+∆=Ni L i L U Q X P R d 式中R L 、X L 分别为电网阻抗的电阻电抗分量。
在高压电网中，一般X L ＞＞ R L 则式中：S SC ---考察点（一般为PCC ）在正常较小方式下的短路容量。
在无功功率的变化量为主要成分时（例如大容量电动机启动），可采用以下两式进行粗略估算对于平衡的三相负荷：%100⨯∆≈sci S S d 式中：△S i ---三相负荷的变化量。
有关光伏的20个计算公式 get!
【概述】光伏技术作为可再生能源的一种重要形式，一直以其清洁、高效的特点备受关注。
在光伏发电领域，涉及到各种复杂的计算和分析，而计算公式作为解决问题的利器，扮演着重要的角色。
下面将共享20个与光伏相关的计算公式，希望对研究者和从业者有所帮助。
1. 光伏组件的光电转换效率计算公式光电转换效率 = （光电输出功率 / 光照辐射强度）× 1002. 光伏电池板的填充因子（FF）计算公式FF = （最大功率点电压× 最大功率点电流） / （开路电压× 短路电流）3. 光伏组件的输出功率计算公式光伏组件输出功率 = 光伏组件面积× 光照辐射强度× 光电转换效率4. 单个光伏电池的输出功率计算公式单个光伏电池输出功率 = 光照辐射强度× 光电转换效率× 光伏电池面积5. 光伏组件的温度系数计算公式温度系数 =（（Pm，NOCT - Pm，STC） / 25）×（T－25）6. 光伏组件的最大功率点（MPP）电压计算公式MPP电压 = 开路电压 - 填充因子× （开路电压 - 最小电压）7. 光伏组件的最大功率点（MPP）电流计算公式MPP电流 = 短路电流 + 填充因子× （开路电流 - 短路电流）8. 阵列式光伏发电系统的总发电量计算公式总发电量 = 光伏组件数量× 光伏组件额定输出功率× 光照总辐射量× 系统损耗率9. 光伏发电系统的平均日发电量计算公式平均日发电量 = 总发电量 / 天数10. 光伏逆变器输出电流计算公式输出电流 = 输出功率 / 输出电压11. 光伏逆变器效率计算公式逆变器效率 = AC输出功率 / DC输入功率12. 光伏组件的倾角优化计算公式最佳倾角 = （纬度 + 10度）× 0.8713. 光伏组件的阴影损耗计算公式阴影损耗 = （光伏组件面积× 阴影面积） / 光伏组件面积14. 光伏组件的直接太阳辐射计算公式直接太阳辐射 = 光照总辐射量 - 散射辐射 - 天空散射辐射15. 光伏组件的光伏组件的平均温度计算公式平均温度 = （开路温度 + 短路温度） / 216. 光伏组件的综合损耗计算公式综合损耗 = 发电损耗 + 线路损耗 + 逆变器损耗 + 装机容量损耗17. 光伏组件的阵列方位角优化计算公式最佳方位角 = 反时针90度18. 光伏组件的光照入射角修正计算公式光照入射角修正 = cosB19. 光伏组件的影子补偿计算公式影子补偿 =（Pm标称 - Pm最小） / Pm标称20. 光伏组件的系统综合效率计算公式系统综合效率 = （组件转换效率× 组件光损失× 系统电缆效率×逆变器效率） / 100【结语】以上是光伏领域涉及到的20个重要的计算公式，这些公式对于光伏发电系统的设计、评估和优化具有重要的意义。
光伏并网逆变器《EN50549-1：2019》解析
1.概述1.1标准适用范围--适用于将任何能源转换为交流且并网的设备；--适用于2016/631EU规定的Type A和Type B的低压并网设备；--与交流低压配电网连接且并联运行；注：连接到中压配电网的发电设备属于EN50549-2范畴。
注：电力储能系统（EESS）满足上述范围。
注：如果发电站由多种类型的并网设备组成，除非电网公司和责任方另有规定，连接到最大视在功率高达150kVA的中压配电网的发电厂可以符合本欧洲标准，以此来替代EN50549-2的要求；1.2发电设备功能优先级如果发电设备的不同要求相互干扰，应从高到低的顺序执行:(1)发电机组的保护，包括对原动机的保护;（2）并网保护(见4.9)和发电厂内部故障保护;（3）电压故障和阶跃时的电压支撑(见4.7.4);（4）配电网安全相关的有功限制，远程控制命令(见4.11)和过频降载曲线(见4.6.1);（5）如果适用，欠频加载曲线(见4.6.2);（6）无功功率(见4.7.2)和有功功率(P(U)见4.7.2)控制;（7）基于市场、经济原因、自耗优化等原因，对有功功率设定点的其他控制命令。
1.3并网接口开关并网接口开关应为继电器、接触器或机械断路器，其分断和接通能力应与发电厂的额定电流相对应，并与发电厂的短路贡献相对应。
对于光伏并网逆变器需要满足EN62109-1和EN62109-2的要求。
并网接口开关的功能可以结合主开关或发电机保护开关，集成在一个开关装置中。
集成的开关装置应同时满足并网接口开关的要求，以及主开关或发电机保护开关的要求。
因此，在任何发电机和并网连接点之间至少要有两个开关串联。
如下图所示：1.4电网条件本标准规定的额定电压是230V/400V，额定频率是50Hz。
2.电能质量2.1谐波谐波电流应该符合BS EN61000-3-2（适用于In＜16A）或BS EN61000-3-12（适用于In＞16A）的要求。
间谐波电流（50Hz~2KHz）和高频谐波电流（2kHz~9kHz）应分别符合DIN EN61000-4-7(VDE0817-4-7)，附录A和B的要求。
电压波动及闪变
对电压波动及闪变的分析及抑制引言随着大量的基于计算机系统的控制设备和自动化程度很高的用电设备相继投入使用，工业用户对电能质量的要求越来越高。
据统计，自动化程度很高的工业用户一般每年要遭受10～50次与电能质量问题有关的干扰，其中因包括电压波动和闪变在内的动态电压质量问题造成的事故数约占事故总数的83％。
电压波动和闪变已成为威胁许多重要用户供电可靠性的主要原因之一，必须对其进行有效地监视与抑制。
电力系统的电压波动和闪变主要是由具有冲击性功率的负荷引起的，如变频调速装置、炼钢电弧炉和轧钢机等。
这些非线性、不平衡冲击性负荷在生产过程中有功和无功功率随机地或周期性地大幅度变动，当其波动电流流过供电线路阻抗时产生变动的压降，导致同一电网上其它用户电压以相同的频率波动。
这种电压幅值在一定范围内(通常为额定值的90％～110％)有规律或随即地变化，即称为电压波动。
电压波动通常会引起许多电工设备不能正常工作，如影响电视画面质量、使电动机转速脉动、使白炽灯光发生闪烁等等。
由于一般用电设备对电压波动的敏感度远低于白炽灯，为此，选择人对白炽灯照度波动的主观视感，即“闪变”，作为衡量电压波动危害程度的评价指标。
1 电压波动与闪变的检测1.1 调幅波检测要对电压波动与闪变进行有效的抑制，首先的任务就是要准确的提取出波动信号，通常将波动电压看成以工频额定电压为载波、其电压的幅值受频率范围在0.05~35Hz的电压波动分量调制的调幅波。
因此，电压波动分量的检出方法可采用通信理论中大功率载波调制信号解调方法，用与载波信号同频同相的周期信号乘以被调信号，将电压波动分量与工频载波电压分离，通过带通滤波器得到波动分量。
考虑电压波动分量，就是在基波电压上叠加有一系列的调幅波，为使分析简化又不失一般性，研究电压波动的检测方法可分析某单一频率的调幅波对工频载波的调制，将工频电压u(t)的瞬时值解析式写成：式中：A为工频载波电压的幅值，ω0为工频载波电压的角频率，m为调幅波电压的幅值，mcos(Ωt)为波动电压。
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光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法
光伏发电是一种利用光能直接转变为电能的技术，其逆变器作为光伏系统的核心设备，对其性能要求较高。
在光伏发电系统中，逆变器的稳定工作对于提高发电效率和保证电网安全运行至关重要。
其中，光伏逆变器电压波动和闪变是逆变器性能评估的重要指标之一。
光伏逆变器电压波动指的是逆变器输出电压在短时间内的快速变化，通常用于描述电压的平稳性。
而闪变则是指短时间内电压剧烈变化所导致的明显光照变化。
对于光伏逆变器而言，如何准确计算电压波动和闪变成为了一项具有挑战性的任务。
在计算光伏逆变器电压波动和闪变时，可以采用不同的方法来进行评估。
以下将从计算方法、影响因素和个人观点三个方面来探讨光伏逆变器电压波动和闪变的相关内容。
一、计算方法
1. 标准计算方法
根据国际电工委员会（IEC）发布的标准IEC 61000-2-46：2008，《电力系统对光伏电源系统的电磁兼容性通用指南 Part 2-46：光伏发电系统的评估方法》，可采用基于短时变化量的标准算法来计算光伏逆变器电压波动和闪变。
该标准算法通过对电压波动和闪变事件的时间、幅值和频率进行统计分析，得出评估值，从而评估光伏逆变器的
性能稳定性。
2. 数值模拟方法
除了标准算法，还可以采用数值模拟方法来计算光伏逆变器电压波动
和闪变。
通过建立逆变器的数学模型，结合光照条件和电网工况等影
响因素，进行总体仿真和分时仿真，得出电压波动和闪变的计算结果。
数值模拟方法在较为复杂或特定工况下能够提供更精确的评估结果，
有助于深入理解逆变器的性能表现。
二、影响因素
在光伏逆变器电压波动和闪变的计算中，有一些影响因素需要特别考虑。
其中主要包括光照条件、逆变器输出功率、并网点容量和工作状
态等。
在实际运行中，光伏逆变器在不同的环境和工况下可能出现不
同程度的电压波动和闪变，因此需要对这些因素进行综合考虑，才能
够准确评估其性能。
三、个人观点
光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法需要综合考虑标准算法和数值
模拟方法，并结合实际影响因素进行评估。
在实际工程应用中，可以
根据具体情况选择合适的计算方法，以保证光伏逆变器的稳定工作。
对于未来的发展，我认为需要进一步深入研究光伏逆变器电压波动和
闪变的计算方法，以适应不断变化的光伏发电环境和要求。
在本文中，我们从光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法、影响因素
和个人观点三个方面进行了探讨。
通过对这些内容的了解和分析，相
信你对光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法已经有了更深入的认识。
希望本文能够帮助你更好地理解和应用光伏逆变器相关知识。
光伏逆
变器的电压波动和闪变是影响光伏发电系统性能和影响并网电网安全
运行的重要指标之一。
对于光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法的
研究和探讨具有重要的理论和实际意义。
下面我们将继续对计算方法、影响因素和个人观点三个方面进行进一步扩展和深入探讨。
四、带宽法和快速傅里叶变换法
在计算光伏逆变器电压波动和闪变时，可以采用带宽法和快速傅里叶
变换法来进行评估。
带宽法是指根据电压波动和闪变的频率范围，通
过计算电压信号在不同频段上的能量分布，得出电压波动和闪变的评
估值。
快速傅里叶变换法则是将时域的电压信号转换为频域的能量频谱，通过分析频谱的特征来评估电压波动和闪变的情况。
这两种方法
在实际应用中能够提供更全面和准确的评估结果，有助于更好地了解
逆变器的稳定性能。
五、环境因素和运行状态的影响
在光伏逆变器电压波动和闪变的计算中，环境因素和运行状态对其性
能评估起着至关重要的作用。
光照条件的变化会直接影响光伏逆变器
的输出功率和电压波动；并网点容量和电网工况的不同也会对逆变器
的电压波动和闪变产生影响。
在进行计算时需要充分考虑这些因素，
才能够准确评估光伏逆变器的性能。
六、个人观点和展望
在我看来，光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法需要进一步融合不同的评估手段和方法，以更好地适应不同的工况和环境要求。
在未来的研究中，可以结合实际监测数据和仿真模拟，探索更加精确和全面的计算方法，以帮助光伏逆变器实现更稳定、高效的运行。
也需要加强对光伏逆变器电压波动和闪变的标准化和规范化，以提高其在工程应用中的可操作性和准确性。
我们对光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法、影响因素和个人观点进行了进一步的扩展和深入探讨。
通过对这些内容的分析和思考，相信我们对光伏逆变器电压波动和闪变的计算方法有了更加深入和全面的理解。
希望这些内容能够为相关领域的研究和工程实践提供有益的参考和借鉴。