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以青海省某大型光伏电站的并网性能现场测试为例,研究大中型光伏电站并网性能测试技术。介绍了测试项目中电能质量测试和低电压穿越(LVRT)性能测试的现场试验方法,并对测试结果进行分析,得出结论:电能质量测试中电流直流分量和电压不平衡度超标,不符合并网要求;LVRT性能测试中,测试点输出三相电流在电压跌落故障发生和恢复时刻存在暂态现象;被测并网逆变器能在电压跌落故障期间保持不脱网,且能向电网提供一定的无功功率补偿,其LVRT性能符合并网标准要求。 1 引言
我国西北地区光照资源丰富,十分适合发展光伏产业。仅2011年,青海建成并实现并网光伏发电1.003GW。大规模光伏电站并入电网,其电能质量、LVRT能力等问题给电网的安全稳定运行带来了诸多挑战。面对现今光伏发电迅猛增长的态势,必须深入研究光伏电站并网检测关键技术,并开展现场检测,严把光伏发电入网质量关。
在此以西北某大型光伏电站一期发电工程10MWp光伏电站的并网性能现场测试为例,讲解了电能质量和LVRT性能测试两种并网关键测试项目的现场实施方法,并对测试结果进行了分析。
2 被测光伏电站基本信息
被测光伏电站年均发电量为1573.75万千瓦时,服务年限为25年;由42840块多晶硅组件构成10个1MW的发电分区,均采用固定倾角安装方式;每个发电分区由两台500KW光伏逆变器完成DC/AC电能转换;光伏逆变器输出0.38KV交流电,由箱式变压器升压至10.5KV;10条10.5kv交流出线分两条局部总线经防雷和继电保护装置接至10KV配电网母线,再经继电和成套保护装置接入110KV供电网络。电气拓扑如图1所示。
该光伏电站共使用了4种不同型号并网逆变器,每台逆变器额定功率均为500KW。被测逆变器的直流侧主要技术参数:额定直流输入功率512KW;直流工作电压300~900V;MPPT跟踪直流电压300~850V;最大输出电流1.2kA。交流侧主要技术参数:额定电压(线电压)380V/400V/415V;输出50Hz/60Hz(自适应);逆变器效率不低于98.3%;电流波形失真度小于3%(输出满载时);输出功率因数大于0.99。其它三种型号逆变器的电气参数与之大致相同。 3 并网测试技术与方法 大中型光伏电站并网检测的内容包括输出功率特性测试、功率控制特性测试、电能质量测试、LVRT性能测试、频率扰动相应性能测试和通用性能测试。这里仅对光伏电站的电能质量测试与LVRT性能测试进行研究分析。 3.1 电能质量测试 电能质量要测试指标包括:电压偏差、电压波动和闪变、谐波、电压不平衡度和直流分量。依据Q/GDW618-2011标准,该电站的电能质量测试的测试点应设在其并网点处;测试时应将电能质量测试装置并联接在并网开关处。 3.2 低电压穿越性能测试 目前LVRT能力的测试依据是Q/GDW 617-2011标准:当并网点电压在图2中电压轮廓线及以上的区域内时,光伏逆变器必须保证不间断并网运行;当在图2中电压轮廓线以下时,允许光伏逆变器停止向电网线路送电。 LVRT性能测试的测试点选在被测发电单元的并网处,测试时须对被测发电单元分轻载和重载两种工作状况分别进行分析。 4 并网测试结果与分析 按上述测试方法,对选定的10MWP光伏电站进行了电能质量测试和LVRT性能测试。 4.1 电能质量测试结果与分析 表1示出被测光伏电站输出三相电流的1~25次谐波大小及电能质量国家标准中对谐波允许值的规定。按标准折算后,对照各次谐波值可知,被测光伏电站输出的电流谐波符合标准要求。 |