光伏电站低电压穿越技术要求与实现
并网光伏电站低电压穿越能力检测技术
并网光伏电站低电压穿越能力检测技术作者：倪卓越来源：《硅谷》2013年第15期摘要光伏发电系统，已成为缓解能源危机压力的重要技术，然而在实际应用过程中，大型光伏电站接入电网后，往往会产生突然脱网现象，严重影响电力系统的正常运转，为此我们必须准确检测出并网光伏电站的低电压穿越能力，以此为基础，进行有效地并网设计。
笔者研究了一种能有效保证光伏发电系统不脱网的方案，以此为基础进行仿真分析，能够检测出其低电压穿越能力满足需求，特总结成文。
关键词光伏发电系统；并网技术；低电压穿越；检测中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）15-0052-021 并网光伏电站低电压穿越的意义及要求1.1 并网光伏电站低电压穿越的意义随着光伏技术的飞跃发展，光伏电站在电网系统中的渗透率越来越大，占有的供电份额也越来越多。
而我们知道，光伏发电系统的跳闸恢复过程需要一定的时间，这种情况下，如果其不具备低电压穿越能力，那么一旦电网发生故障并恢复之后，很容易出现高额的功率缺额现象，不仅会导致相邻光伏发电系统跳闸，还会引发更大面积的断电，严重影响了电力系统的正常运行。
基于此，我们必须保证并网光伏电站具有一定的低电压穿越能力。
我国一直很关注这项技术的研究，早在2010年底就已经研发出了一套具备实际意义的检测平台，然而，实践表明，要实现光伏电站的低电压穿越还有很长的路要走，国际国内的相关研究都做得不够，目前大部分低电压穿越研究都是基于风力发电站的，而光伏发电和风力发电原理和应用方案都很大区别，因而相关经验仅可借鉴。
1.2 并网光伏电站低电压穿越的要求该技术首先就要求在并网点出现电压波动的问题时，光伏电站不出现脱网的情况。
以国内为例，相关企标明确指出，并网光伏电站，尤其是大中型电站，必须能够实现低电压穿越，具体而言，当电网发生故障，导致并网点考核电压降低时，当最终值在正常运行电压的1/5以上时，光伏电站必须保证不脱网。
探究光伏发电的低电压穿越技术
探究光伏发电的低电压穿越技术摘要：光伏并网容量比重的持续增加，给电力系统的安全性和稳定性产生了一定影响,特别是在电网电压跌落时，光伏电站低电压穿越能力也有所降低。
对此，需要将低电压穿越技术在光伏发电当中进行有效应用，从而有效维持光伏发电系统的安全稳定运行。
本文针对光伏发电的低电压穿越技术进行分析，探讨了光伏系统及低电压穿越要求，并提出具体的光伏系统低电压穿越方案，希望能够为相关工作人员提供一些参考和借鉴。
关键词：光伏发电；低电压穿越技术；无功补偿；应用方案太阳能作为一种重要的清洁可再生资源，受到了各个国家的高度重视。
我国光伏发电行业的发展时间相对较短，但随着相关法律法规和政策的不断出台，光伏发电产业的整体发展水平也得到了显著提升。
当新能源并网容量扩大后，对电力系统的安全运行也产生了一定影响。
当电网电压发生跌落时，光伏系统将会发生脱网现象，进而导致电网运行风险有所增大，严重情况下甚至会造成电网崩溃。
因此，为了使新能源在电网当中接入的可靠性得到提升，需要对低电压穿越技术进行合理应用。
一、光伏系统及低电压穿越要求（一）光伏系统理论分析太阳能光伏发电主要利用光生伏特效应，可以通过太阳能电池板对太阳光子进行吸收，并将其转换为电能。
对于太阳能光伏阵列所输出的直流电，在经过逆变器的转换后，可以形成符合规定的交流电，通过变压器或直接接入到电网当中。
光伏系统具体包括DC/AC系统、光伏电池系统、连接装置、储能系统等组成部分。
具体来说，光伏电池系统可以通过光伏电池对光能进行吸收，使其转化成相应的直流电。
而DC/AC系统可以通过逆变器将电能转化成交流电，控制系统可以为系统提供具体的控制信号，连接装置则可以使光伏电站并网问题得到解决。
储能系统可以有效存储太阳电池组件产生的电能，从而在负载需求增大时有效提供电能[1]。
（二）光伏电站并网低电压穿越要求光伏电站并网的低电压穿越技术主要是指在光伏并网电压出现跌落时，光伏电站仍能持续并网，而且还可以通过向电网提供无功功率，从而使电压得到恢复，最终促进电网的恢复，对低电压时间区域进行“穿越”。
低电压穿越技术规范书
低电压穿越技术规范书1 总则1.1低电压穿越技术规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台，包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2低电压穿越技术规范书要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低电压穿越能力检测，满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测，满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。
1.3低电压穿越技术规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文。
供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
2 低电压穿越技术使用条件2.1低电压穿越技术环境条件a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃；b) 户外环境湿度要求：0~90% ；c) 海拔高度：0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。
2.2安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。
2.3储存条件a）环境温度－50℃～50℃；b）相对湿度0～95% 。
2.4低电压穿越技术工作条件a) 环境温度－40 ºC～40ºC；b) 相对湿度10%～90%，无凝露。
2.5低电压穿越技术电力系统条件a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足10kV\20kV电网电压的试验检测。
b) 电网频率允许范围：48~52Hz；c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%；d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。
2.6负载条件负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。
其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。
本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。
2.7接地电阻：<=5Ω。
3低电压穿越技术检测平台的技术要求3.1 结构及原理要求根据模拟实际电网短路故障的要求，测试系统须采用阻抗分压方式，原理如下图1所示(以实际为准)。
光伏低电压穿越
什么是低电压穿越什么是低电压穿越（LVRT）？LVRT：Low Voltage Ride Through当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。
《国家电网公司风电场接入电网技术规定（修订版）》中对风电场低电压穿越的要求如下：a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms 的低电压穿越能力；b) 风电场并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组保持并网运行。
低电压穿越能力2009-09-26 16:28低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。
风电机组应该具有低电压穿越能力：a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力；b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行；c）风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间断并网运行。
低电压穿越能力是什么？学术前沿 2009-08-26 17:12 阅读155 评论0字号：大中小低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。
风电机组应该具有低电压穿越能力：a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力；b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行；c）风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间断并网运行。
光伏逆变器低电压穿越技术原理
光伏并网逆变器低电压穿越低电压穿越：当电网故障或扰动引起逆变器并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，光伏发电机组能够不间断并网运行。
对专门适用于大型光伏电站的中高压型逆变器应具备一定的耐受异常电压的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的不稳定。
逆变器交流侧电压跌至20％标称电压时，逆变器能够保证不间断并网运行1s；逆变器交流侧电压在发生跌落后3s内能够恢复到标称电压的90％时，逆变器能够保证不间断并网运行。
对电力系统故障期间没有切出的逆变器，其有功功率在故障清除后应快速恢复，自故障清除时刻开始，以至少10％额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。
低电压穿越过程中逆变器宜提供动态无功支撑。
并网点电压在图1中电压轮廓线及以上的区域内时，该类逆变器必须保证不间断并网运行；并网点电压在图1中电压轮廓线以下时，允许停止向电网线路送电。
菊水皇家电网模拟器能协助逆变器厂家研发生产PVS7000电网模拟器产品特点================================================================================= ====■三相电压独立可调，相位角独立可调；■LIST,STEP两大模式，可执行30组不同电压、频率、时间的设定，并可连续作循环测试。
运行时间最短可以设定10ms，可用于模拟电网测试，实现电压、频率渐变，步阶功能，轻易完成低电压穿越试验；■具有主动式PFC，可做低电压穿越实验，■具有同步触发功能，可方便精准的进行低电压穿越试验，波形如下图：■可做过/欠压，过/欠频实验；■可配合做防孤岛实验；■具有直流和交流输出两部分，其中直流电压不可调,为固定的300V（单相输入）和500V（三相输入）两种。
■可用于生产光伏并网逆变器的测试(工作示意图如下)；■采用先进的直接数字频率合成器（DDS）波形产生技术，频率稳定度高，连续性好；■测量精度高，适用电流正弦半波及其类似的带直流分量的各种波形的测试；■提供嵌入式智能化PC机监控系统；■输出频率44.99-99.99Hz，步距0.01 Hz，可轻易做过欠频实验，防孤岛实验；■输出电流，电压限定功能；■具有9组记忆，可以将常用的参数(电压V、频率F)存储，以便使用时轻松调用；■具有RS232C、RS485、GPIB可供选择的通讯接口；■保护模式：过压，过流，过载，短路，限流、限压等；■提供均方根电压，均方根电流，有功功率，频率，功率因素，峰值电流等读值；■对100%除载加载，反应时间在2mS以内，超载能力强，瞬间电流能承受额定电流的3倍；■电压、频率、时间数字式按键输入，精确度高，240×128的LCD显示。
光伏 低电压穿越标准
光伏低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）是指在光伏电站中，当电网电压突然下降到一定程度时，光伏发电系统能够保持一定的输出功率，以避免电网电压降低过多，导致电网崩溃或者设备损坏。
目前，国际上关于光伏低电压穿越的标准主要有以下几种：
1. IEC 61850-2：该标准是国际电工委员会（IEC）发布的电力系统通信标准，其中包括了光伏电站的LVRT要求和相关测试方法。
2. GB/T 31240-2014：该标准是中国国家标准化管理委员会发布的光伏电站设计规范，其中包括了光伏电站LVRT的要求和测试方法。
3. IEC 61850-7：该标准是国际电工委员会（IEC）发布的光伏系统通信协议，其中包括了光伏电站的LVRT要求和相关通信协议。
4. UL 1741：该标准是美国安全试验实验室（UL）发布的太阳能光伏系统标准，其中包括了光伏电站的LVRT要求和测试方法。
需要注意的是，不同的国家和地区对光伏电站LVRT的要求可能有所不同，具体的标准应根据实际情况进行选择和应用。
光伏并网发电系统低电压穿越技术的控制策略研究
SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯光伏并网发电系统低电压穿越技术的控制策略研究曹伟郭步阳(国网淮南市潘集区供电公司安徽淮南232082)摘要：随着光伏电站渗透率的提高和光伏发电穿越功率的不断增加，电网的安全稳定性迎来了新的挑战。
该文改进原有光伏逆变器，增加电网电压前馈控制环节，得到无功电流参考值，以实现低电压穿越控制，仿真表明LVRT 技术实现了电网故障时光伏并网系统的不脱网运行，支持电网故障恢复直到电压达到正常水平，并向电网发送无功功率以支撑并网点电压，对光伏并网发电技术的发展有着重要的意义。
关键词：光伏并网低电压穿越控制策略研究中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)01(b)-0048-03Research on Control Strategy of Low Voltage Ride ThroughTechnology in Photovoltaic Grid Connected PowerGeneration SystemCAO Wei GUO Buyang(State Grid Huainan Panji District Power Supply Company,Huainan,Anhui Province,232082China)Abstract:With the improvement of the penetration rate of photovoltaic power station and the continuous increase of photovoltaic power generation through power,the security and stability of power grid has faced new challenges.In this paper,the original photovoltaic inverter is improved,the grid voltage feedforward control link is added,and the reactive current reference value is obtained to realize the low-voltage ride through control.The simulation re‐sults show that LVRT technology realizes the non off grid operation of photovoltaic grid connected system during grid failure,supports grid fault recovery until the voltage reaches the normal level,and sends reactive power to the grid to support the grid voltage,which is of great significance to the development of photovoltaic grid connected power generation technology.Key Words:Photovoltaic grid connection;Low voltage ride through;Control strategy;Research随着光伏电站由于多方面原因而引起的渗透率不断提高，而电网发生故障到重新并网又需要时间，在此期间引起的功率缺额将致使相邻的光伏电站跳闸，即电压暂降，从而引起大面积停电，影响电网的安全稳定运行[1-2]。
光伏低电压穿越技术的研究综述
光伏低电压穿越技术的研究综述作者：肖远逸王珺翟立唯来源：《电子技术与软件工程》2016年第05期摘要光伏产业的崛起，各个地区的光伏并网都逐渐形成了一定的规模，光伏并网容量急剧上升，给传统电网的供电质量和系统性能都产生较大冲击。
本文将介绍目前国家电网的关于光伏电站的并网标准和逆变器的工作原理，综述国内外关于光伏低电压穿越技术的研究现状，对目前针对光伏低电压穿越所做的研究及成果进行介绍。
此外，笔者依据自身对光伏并网的经验，对光伏并网的相关发展问题进行进一步展望。
【关键词】控制技术逆变器标准1 技术背景1.1 技术含义由于某些原因造成的电网电压跌落的情况下，光伏系统能维持并网状态并正常运行，且支持电网电压恢复至正常值，这种低电压区域的过渡技术即为光伏低电压穿越技术（LVRT）。
1.2 低电压穿越规范电力系统由于各种因素产生电压降低的现象以后，光伏系统的并网点电压若降至曲线下方，如图1所示，则系统将光伏电网隔离开。
在此期间，仍然保留在电网内的逆变器应逐渐恢复至原值，恢复速度为额定功率*0.1每秒。
为保证光伏系统的安全，可将系统设计为逆变器供应动态的无功功率给电网系统。
图1即为光伏低电压穿越具体要求。
由于之前的低电压穿越要求具有一定的局限性，其中增添了零电压穿越这一新技术规范。
规范要求电网电压为零后，光伏系统应能提供150毫秒的并网运行时间，实际工程中则需要结合重合闸动作、保护动作等因素消耗的时间，以及电网管理单位的要求综合设计。
2 光伏低电压穿越原理由于光伏设备将电能收集并转换后，转换的电位为直流电而不是电网的交流电，因此需要用逆变器进行预处理，图2即为逆变器和光伏的电路连接示意图。
为了达到低电压穿越目的，当前主流的控制策略是双闭环控制法，包括电压外环控制以及电流内环控制两个方面，前者主要是针对电压在逆变器处理前后的不稳定现象进行控制，从而降低因电压波动产生的电能损失，将光伏发电的能量利用率尽量提高；后者则针对功率进行控制，并根据并网指令电流对光伏系统的功率、功率因素等方面进行即时调整。