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图7是光伏电站发送无功功率前后并网点电压的对比。由图中可见,光伏电站能通过发送无功功率,把并网点电压从0.2pu提升到约0.35pu。 3.2 单相接地短路故障 假设算例中35kV母线在0.5s时发生单相(a相)接地短路故障,短路阻抗为0.025Ω。故障于0.65s时清除。光伏电站中逆变器输出三相电流、交流侧三相电压、逆变器直流侧电流、电压及输出有功和无功功率、输出电流的有功和无功分量如图8所示。 电网侧单相电压跌落时实现光伏电站低电压穿越的关键也是限制住逆变器网侧电流的增大。由图可见,在短路故障发生时,a相的电压跌落到额定值的60%,其他两相电压没有影响;a相电流有所增大,但基本限制在1.1倍以内。由于已经限制住了有功电流,因此增大的部分主要是无功电流。其他两相电流基本没有影响。光伏逆变器直流侧电容的充电效应使直流侧电压有所增大,直流侧电流有所减小。由于是单相电压跌落,并网点电压略有减少,输出的有功功率略有下降。 光伏电站发出的无功电流约为0.46pu,网侧电压跌落到0.88pu(图13),则光伏电站向电网发送的无功功率为0.46*0.88»0.4pu,与实测的无功功率一致。在故障期间光伏电站保持并网的同时还可以向电网输出一定的无功功率,支撑并网点电压,如图9所示,能将并网点电压从0.88pu提升到约0.93pu。 4 结论 通过对光伏电站中核心部件光伏逆变器采用一定的控制策略,可以使其在电网扰动或故障导致并网点电压跌落时保持并网运行,实现低电压穿越,还可以向电网发送无功功率以支撑并网点电压。仿真表明,在电网电压跌落到20%时,光伏电站仍可以保持并网运行,并具有一定的无功电压支撑能力,满足并网标准,在三相电压跌落和单相电压跌落的情况下,均能实现良好的低电压穿越,本文为大型光伏电站低电压穿越技术的研究提供了一定的理论依据。下一步将重点开展光伏电站低电压穿越过程中有功、无功功率协调控制的研究。 |