摘要：針對大型光伏電站在電網(wǎng)擾動或故障時突然脫網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的不利影響，提出了一種基于光伏逆變器的光伏電站低電壓穿越控制策略，并進行仿真分析。結(jié)果表明該方法能夠保證光伏逆變器在電網(wǎng)電壓跌落時不過流，同時能夠發(fā)出一定的無功功率以支撐并網(wǎng)點電壓，具備低電壓穿越的能力。

　　關(guān)鍵詞：光伏電站；低電壓穿越；電壓跌落；無功輸出

　　0引言

　　當(dāng)前光伏發(fā)電已成為太陽能資源開發(fā)利用的重要形式，其中大型光伏電站的接入，將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生深刻影響，特別是在電網(wǎng)故障時光伏電站的突然脫網(wǎng)會進一步惡化電網(wǎng)運行狀態(tài)，帶來更加嚴(yán)重的后果[1-2]。

　　當(dāng)光伏電站滲透率較高或出力加大時，電網(wǎng)發(fā)生故障引起光伏電站跳閘，由于故障恢復(fù)后光伏電站重新并網(wǎng)需要時間，在此期間引起的功率缺額將導(dǎo)致相鄰的光伏電站跳閘，從而引起大面積停電，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行[3]。因此，亟須開展大型光伏電站低電壓穿越技術(shù)的研究，保障光伏電站接入后電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

　　文獻[4-6]主要分析了目前光伏電站實現(xiàn)低電壓穿越的重要性和必要性。2010年12月，我國首套用于光伏電站低電壓穿越現(xiàn)場測試的檢測平臺在國網(wǎng)電力科學(xué)研究院建成，表明我國重視光伏電站低電壓穿越能力的研究與檢測工作。然而，目前國內(nèi)外的光伏電站幾乎不具有低電壓穿越的能力，對光伏電站低電壓穿越關(guān)鍵技術(shù)的研究也很少。在新能源并網(wǎng)的低電壓穿越方面，風(fēng)電場的低電壓穿越技術(shù)可為光伏電站低電壓穿越技術(shù)提供借鑒。文獻[7-9]集中分析了風(fēng)電機組低電壓穿越的結(jié)構(gòu)和控制方法，可以采用增加硬件crowbar卸荷電路和不增加硬件的方式實現(xiàn)風(fēng)電場低電壓穿越。光伏電站與風(fēng)電場相比，相同的是都通過電力電子器件并網(wǎng)，電力電子器件的耐受能力制約光伏電站的低電壓穿越能力；不同的是光伏電站沒有轉(zhuǎn)動慣量，直流側(cè)的電壓在電網(wǎng)故障時不會像風(fēng)電機組那樣升高很多，制約光伏電站低電壓穿越的瓶頸是逆變器交流側(cè)輸出電流的大小，若超過額定電流過大，則會損害電力電子器件。因此本文提出了一種基于光伏逆變器的光伏電站低電壓穿越技術(shù)，在電網(wǎng)故障時能保持并網(wǎng)運行，并向電網(wǎng)輸出一定的無功功率以支撐并網(wǎng)點電壓，減少了因光伏電站的突然脫網(wǎng)而給電網(wǎng)帶來的不利影響。

　　1光伏電站低電壓穿越技術(shù)要求

　　光伏電站低電壓穿越技術(shù)（LowVoltageRideThrough，LVRT）是指當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動引起的光伏電站并網(wǎng)點電壓波動時，在一定的范圍內(nèi)，光伏電站能夠不間斷地并網(wǎng)運行。

　　2010年底，國家電網(wǎng)公司出臺的《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（企標(biāo)）明確指出[10]，“大中型光伏電站應(yīng)具備一定的低電壓穿越能力；電力系統(tǒng)發(fā)生不同類型故障時，若光伏電站并網(wǎng)點考核電壓全部在圖中電壓輪廓線及以上的區(qū)域內(nèi)時，光伏電站應(yīng)保證不間斷并網(wǎng)運行；否則光伏電站停止向電網(wǎng)線路送電。”光伏電站的低電壓穿越能力需要由逆變器實現(xiàn)。低電壓穿越能力要求如圖1所示，一般選擇UL1設(shè)定為0.2倍額定電壓，T1設(shè)為1s，T2設(shè)為3s。

             

　　西班牙和德國早在2008年前后就出臺了新能源并網(wǎng)時的低電壓穿越要求[11]。德國的標(biāo)準(zhǔn)還詳細規(guī)定了無功電流和電壓跌落的關(guān)系，如圖2所示。