【深度解析】光伏系統(tǒng)發(fā)電量低之電網(wǎng)因素

光伏系統(tǒng)安裝之后，用戶最關(guān)心就是發(fā)電量，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到用戶的投資回報。影響發(fā)電量的因素很多，組件、逆變、電纜的質(zhì)量、安裝朝向方位角、傾斜角度、灰塵、陰影遮擋、組件和逆變器配比系統(tǒng)方案、線路設(shè)計、施工、電網(wǎng)電壓等等各種因素都有可能。本系列文章將根據(jù)實(shí)際案例一一探討各種因素。本文主要討論電網(wǎng)電能質(zhì)量對系統(tǒng)的影響。

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電網(wǎng)的電能質(zhì)量包括電壓偏差、電流偏差頻率偏差、電壓波動或者閃變，三相不平衡，暫時或者瞬態(tài)過電壓，波形畸變，電壓暫降等等。

1、電網(wǎng)電壓超范圍

電網(wǎng)的電壓和頻率不是恒定不變的，會隨著負(fù)載和潮流的變化而變化，而逆變器的輸出電壓跟隨電網(wǎng)電壓。但是在電網(wǎng)異常時，需要逆變器停止供電，國家能源局給出的標(biāo)準(zhǔn)。

交流輸出側(cè)過電壓/欠電壓保護(hù)

逆變器交流輸出端電壓超出電網(wǎng)允許電壓范圍時，允許逆變器斷開向電網(wǎng)供電，切斷時應(yīng)發(fā)出警示信號。除大功率逆變器外對異常電壓的響應(yīng)時間應(yīng)滿足表1的要求。在電網(wǎng)電壓恢復(fù)到允許的電壓范圍時逆變器應(yīng)能正常啟動運(yùn)行。

注1:最大脫網(wǎng)時間是指從異常狀態(tài)發(fā)生到逆變器停止向電網(wǎng)供電的時間。

注2:對于具有低電壓穿越功能的逆變器，以低電壓穿越功能優(yōu)先。

表1

下面兩種情況電網(wǎng)電壓會偏高一是靠近降壓變壓器的地方，為了保證離變壓器較遠(yuǎn)的地方電壓正常，考慮到線路電壓損耗，一般都會將變壓器輸出電壓拉高；二是光伏發(fā)電用戶側(cè)消化不了，輸送到較遠(yuǎn)的地方要提高電壓，造成逆變器輸出側(cè)電壓過高，引起逆變器保護(hù)關(guān)機(jī)。這時候有三種方法一是加大輸出電纜線徑，因?yàn)殡娎|越粗，阻抗越低；二是移動逆變器靠近并網(wǎng)點(diǎn)，電纜越短，阻抗越低，三是手動調(diào)整逆變器電壓范圍，但不能調(diào)得太高，超過270V有可能損壞用戶其它用電設(shè)備。

2、電壓波動，閃變和諧波

光伏逆變器向電網(wǎng)輸送電能，電網(wǎng)質(zhì)量的好壞也會對逆變器產(chǎn)生影響。在一些機(jī)械加工廠，有行車、電焊機(jī)、龍門銑床等大功率設(shè)備，和一些電弧爐工廠，設(shè)備開啟和關(guān)斷之間，電能變化非常劇烈，電網(wǎng)來不及調(diào)整，電壓短時間在320-460V之間變化，同時伴隨大量的諧波，電網(wǎng)中存在的諧波和不平衡負(fù)序分量將導(dǎo)致光伏系統(tǒng)輸出有功功率波動，且電網(wǎng)電壓畸變率越高，光伏系統(tǒng)輸出有功功率越??；也會輸出電流畸變,且電網(wǎng)電壓畸變率越高，光伏系統(tǒng)輸出電流THD越大。

電力諧波分為電壓諧波和電流諧波，電壓諧波與基波的比值遠(yuǎn)比電流諧波與基波的要小。影響電壓諧波的主要因素為負(fù)載瞬間出現(xiàn)的尖峰電流，因?yàn)楣╇娋€路存在電阻值，電流流過時產(chǎn)生電壓壓降，此電阻與負(fù)載串聯(lián)，導(dǎo)致負(fù)載電壓波形有瞬間噪音波形出現(xiàn)，形成諧波。電流諧波則由負(fù)荷的特性產(chǎn)生，所有的非線性負(fù)荷都能產(chǎn)生諧波電流。

光伏逆變器的MPPT功能，組件的輸入功率有多大，逆變器輸出功率就有多大。而逆變器輸出功率則是和電壓和電流有關(guān)，當(dāng)電網(wǎng)電壓劇烈波動時，逆變器調(diào)整能力有限，有可能造成光伏逆變器經(jīng)常重啟，嚴(yán)重的情況還有造成逆變器內(nèi)功率器件過壓炸機(jī)，電解電容過流爆開。

在電網(wǎng)質(zhì)量較差的地方安裝光伏系統(tǒng)，需要實(shí)時監(jiān)控，還要增加電能質(zhì)量改正的設(shè)備，如有源濾波器APF,靜止無功發(fā)電器SVG等，并對這些設(shè)備和電網(wǎng)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

古瑞瓦特MAX60kW-80kW系列機(jī)型，全面切入對電網(wǎng)的檢測和收集以及調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，除了測量常規(guī)的電壓，頻率外，參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，功率因素?zé)o功補(bǔ)償，還可以收集電網(wǎng)電壓諧波、閃變等信息，并對這些信息做出預(yù)判或補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化。