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光伏并网发电系统常见问题系列之电压超限

发布者:xhligaokeji 发布日期:2018-04-07

光伏并网发电系统常见问题系列之电压超限


今天要给大家分享的问题,在中国乃至全球都是极其普遍存在的现象。

通过此次分享,想让大家了解电压超限问题产生的原因,及多种解决方案,供您参考。在此提出的部分电网问题,也希望能够引起相关朋友们的关注。

概念介绍









所谓电压超限,在光伏应用领域,一般是根据安规要求,并网逆变器必须要在规定的电网电压范围内工作,并能实时检测且与电网电压同步,若该电压值超出安规要求范围,逆变器必须跳脱,以停止工作,来确保设备和操作人员安全。注:中国安规电压范围—187V~242V

下面我们结合实际案例来说明:










案例介绍









合肥某农户已安装使用GW4600-DS,具体情况如下:

  1. 目前所在村庄电压不稳定(中午255V左右,下午240V左右);

  2. 变压器距离此户较远,变压器出线是25平方,到达村庄分支连接用户接线则为10平方的铝线;机器经常会出现报错“Vac Failure”(电网电压超限,以下简称Vac)。










原因分析









由于逆变器至电网并网点之间的线缆过细、过长或者存在缠绕,导致在电网电压正常的情况下,逆变器AC端子侧的电压过高,逆变器显示“Vac Failure”。

此案例主要因电压不稳定引起:高功率输出->大电流输出->高的电压抬升

那为何功率提升,测量电压值,电压抬升很高?


以当前电压 U初 = 250V,P初 = 1000W为例,

根据I = P/U,则I初 = 1000W/250V= 4A,

当机器功率P上升至2000W,根据I = P/U,则电流升高至8A,

根据公式U=I*R(电阻R值与线材长度和线材材质有关),I抬升,压降△U迅速抬升,导致U迅速升高。

当电压U超过安规电压范围时,逆变器停止并网并产生报错。









由此可以得出结论,中国很多电网处于待升级阶段、变压器距离并网点较远,并网点电压本身偏高,这是光伏应用中遇到Vac问题最本质的原因,并非逆变器导致。









结合项目可调整的因素,我们给出如下解决方案:










解决方案
1

为光伏并网发电站选择合适线径的电缆,减少线损;(传送门:如何为光伏电站选择合适的电缆

2

通过检查逆变器到并网点之间的 线缆是否过长或者有缠绕,以缩短逆变器到并网点的距离,减少线损;

3

主要措施—电网改造,涉及传输线路拓宽,以及变压器容量提升;

4

临时方案—跟逆变器厂家沟通,并得到电网公司许可后,修改逆变器默认的安规电压范围;

5

从分布式光伏并网发电应用的本质看解决—让光伏系统自发自用为主,或者说,提高自用比例,减少电力传输损耗。










无独有偶,在光伏发展较快,电力较发达的欧美国家,同样也会在偏远地区普遍遇到这样的问题,那他们是怎样解决的呢?










国际对策

英国

  1. 临时方案—按照标准安装完成后,DNO(英国配电运营商)会进行并网检测,该机构首先要求逆变器在安规要求的范围内工作,如果无法正常工作产生Vac的问题,可以允许调整逆变器输出电压的范围,调整到到逆变器正常运行后再对并网点电压进行检测,检测通过后允许并网运行,此后逆变器输出电压范围不得再做任何更改。

  2. 发展储能应用—现有系统加装储能,促进光伏发电更多自用。


















澳洲

  1. 按照标准安装完成后,电力公司Ergon、Energex会进行并网检测,首先要求逆变器在安规要求的范围内工作,如果无法正常工作产生Vac的问题,可以允许在255V内调整逆变器输出电压的范围,若超过255V则不可更改而无法通过并网验收。

  2. 发展储能应用—推出储能补贴政策。



















德国

最早提出提高自用比例、光伏发电有功功率可调等要求,并最早给出储能补贴,鼓励自发自用。














今天要给大家分享的问题,在中国乃至全球都是极其普遍存在的现象。

通过此次分享,想让大家了解电压超限问题产生的原因,及多种解决方案,供您参考。在此提出的部分电网问题,也希望能够引起相关朋友们的关注。

概念介绍









所谓电压超限,在光伏应用领域,一般是根据安规要求,并网逆变器必须要在规定的电网电压范围内工作,并能实时检测且与电网电压同步,若该电压值超出安规要求范围,逆变器必须跳脱,以停止工作,来确保设备和操作人员安全。注:中国安规电压范围—187V~242V

下面我们结合实际案例来说明:










案例介绍









合肥某农户已安装使用GW4600-DS,具体情况如下:

  1. 目前所在村庄电压不稳定(中午255V左右,下午240V左右);

  2. 变压器距离此户较远,变压器出线是25平方,到达村庄分支连接用户接线则为10平方的铝线;机器经常会出现报错“Vac Failure”(电网电压超限,以下简称Vac)。










原因分析









由于逆变器至电网并网点之间的线缆过细、过长或者存在缠绕,导致在电网电压正常的情况下,逆变器AC端子侧的电压过高,逆变器显示“Vac Failure”。

此案例主要因电压不稳定引起:高功率输出->大电流输出->高的电压抬升

那为何功率提升,测量电压值,电压抬升很高?


以当前电压 U初 = 250V,P初 = 1000W为例,

根据I = P/U,则I初 = 1000W/250V= 4A,

当机器功率P上升至2000W,根据I = P/U,则电流升高至8A,

根据公式U=I*R(电阻R值与线材长度和线材材质有关),I抬升,压降△U迅速抬升,导致U迅速升高。

当电压U超过安规电压范围时,逆变器停止并网并产生报错。