大中型光伏電站并網(wǎng)性能測試技術(shù)研究

摘要：以青海省某大型光伏電站的并網(wǎng)性能現場(chǎng)測試為例，研究大中型光伏電站并網(wǎng)性能測試技術(shù)。介紹了測試項目中電能質(zhì)量測試和低電壓穿越(LVRT)性能測試的現場(chǎng)試驗方法，并對測試結果進(jìn)行分析，得出結論：電能質(zhì)量測試中電流直流分量和電壓不平衡度超標，不符合并網(wǎng)要求；LVRT性能測試中，測試點(diǎn)輸出三相電流在電壓跌落故障發(fā)生和恢復時(shí)刻存在暫態(tài)現象；被測并網(wǎng)逆變器能在電壓跌落故障期間保持不脫網(wǎng)，且能向電網(wǎng)提供一定的無(wú)功功率補償，其LVRT性能符合并網(wǎng)標準要求。
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)性能；電能質(zhì)量；低電壓穿越

1 引言
我國西北地區光照資源豐富，十分適合發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。僅2011年，青海建成并實(shí)現并網(wǎng)光伏發(fā)電1．003 GW。大規模光伏電站并入電網(wǎng)，其電能質(zhì)量、LVRT能力等問(wèn)題給電網(wǎng)的安全穩定運行帶來(lái)了諸多挑戰。面對現今光伏發(fā)電迅猛增長(cháng)的態(tài)勢，必須深入研究光伏電站并網(wǎng)檢測關(guān)鍵技術(shù)，并開(kāi)展現場(chǎng)檢測，嚴把光伏發(fā)電入網(wǎng)質(zhì)量關(guān)。
在此以西北某大型光伏電站一期發(fā)電工程10 MWp光伏電站的并網(wǎng)性能現場(chǎng)測試為例，講解了電能質(zhì)量和LVRT性能測試兩種并網(wǎng)關(guān)鍵測試
項目的現場(chǎng)實(shí)施方法，并對測試結果進(jìn)行了分析。

2 被測光伏電站基本信息
被測光伏電站年均發(fā)電量為1 573．75萬(wàn)千瓦時(shí)，服務(wù)年限25年；由42 840片多晶硅組件構成10個(gè)1 MW的發(fā)電分區，均采用固定傾角安裝方式；每個(gè)發(fā)電分區由兩臺500 kW光伏逆變器完成DC／AC電能轉換；光伏逆變器輸出0．38 kV交流電，由箱式變壓器升壓至10．5 kV；10條10．5 kV交流出線(xiàn)分兩條局部總線(xiàn)經(jīng)防雷和繼電保護裝置接至10 kV配電網(wǎng)母線(xiàn)，再經(jīng)繼電和成套保護裝置接入110 kV供電網(wǎng)絡(luò )。電氣拓撲如圖1所示。

該光伏電站共使用了4種不同型號并網(wǎng)逆變器，每臺逆變器額定功率均為500 kW。被測逆變器的直流側主要技術(shù)參數：額定直流輸入功率512 kW；直流工作電壓300～900 V；MPPT跟蹤直流電壓300～850 V；最大輸入電流1．2 kA。交流側主要技術(shù)參數：額定電壓(線(xiàn)電壓)380 V／400 V／415 V；輸出頻率50 Hz／60 Hz(自適應)；逆變器效率不低于98．3％；電流波形失真度小于3％(輸出滿(mǎn)載時(shí))；輸出功率因數大于0．99。其他3種型號逆變器的電氣參數與之大致相同。

3 并網(wǎng)測試技術(shù)與方法
大中型光伏電站并網(wǎng)檢測的內容包括輸出功率特性測試、功率控制特性測試、電能質(zhì)量測試、LVRT性能測試、頻率擾動(dòng)響應性能測試和通用性能測試。這里僅對該光伏電站的電能質(zhì)量測試與LVRT性能測試進(jìn)行研究分析。
3．1 電能質(zhì)量測試
電能質(zhì)量要測試指標包括：電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、諧波、電壓不平衡度和直流分量。依據Q／GDW 618—2011標準，該電站的電能質(zhì)量測試的測試點(diǎn)應設在其并網(wǎng)點(diǎn)處；測試時(shí)應將電能質(zhì)量測試裝置并聯(lián)接在并網(wǎng)開(kāi)關(guān)處。
3．2 低電壓穿越性能測試
目前LVRT能力的測試依據是Q／GDW 617—2011標準：當并網(wǎng)點(diǎn)電壓在圖2中電壓輪廓線(xiàn)及以上的區域內時(shí)，光伏逆變器必須保證不間斷并網(wǎng)運行；當在圖2中電壓輪廓線(xiàn)以下時(shí)，允許光伏逆變器停止向電網(wǎng)線(xiàn)路送電。

LVRT性能測試的測試點(diǎn)選在被測發(fā)電單元的并網(wǎng)處，測試時(shí)須對被測發(fā)電單元分輕載和重載兩種工作狀況分別進(jìn)行分析。

4 并網(wǎng)測試結果與分析
按上述測試方法，對選定的10 WMp光伏電站進(jìn)行了電能質(zhì)量測試和LVRT性能測試。
4．1 電能質(zhì)量測試結果與分析
表1示出被測光伏電站輸出三相電流的1～25次諧波大小及電能質(zhì)量國家標準中對諧波允許值的規定。按標準折算后，對照各次諧波值可知，被測光伏電站輸出的電流諧波符合標準要求。

表2示出被測光伏電站輸出線(xiàn)電壓的偏差值，對于110 kV接入等級的光伏電站，其電壓偏差應不超過(guò)標稱(chēng)值的10％，被測光伏電站出口電壓偏差符合標準要求。