光伏并网系统低电压穿越问题解决方案

随着光伏发电系统与风力发电系统的不断开发与应用，新能源并网发电系统在电力系统中所占比重（渗透率）的增加，其特性对电力系统的影响越来越大。其影响与新能源并网发电系统的静态和动态特性息息相关。电力系统正常运行、无故障或大负荷投切时，系统内发电功率和负载功率实时平衡，各电气量（母线电压和频率等）的波动范围较小。当电网内风电和太阳能等时变性新能源并网发电系统的容量较大时，其有功功率输出的不确定性波动将导致电网内各电气量的大幅波动，严重时会引起电力系统失稳。

新能源发电系统的并网方式与各国的电网结构、资源分布和地理位置有关。在欧洲，由于岛屿众多，风力和太阳能资源分布较分散，且多与负荷中心相距不远，各国多采用就地消纳的方式，将风电或光伏发电系统分布式地接入低压配电网，直接给当地负荷供电；在我国，风光资源相对集中，其位置往往远离负荷中心，因而我国主要采取集中式布置、大规模发电、长距离传输的方式，将风电或光伏发电系统集中并入输电系统。这两种方式下，输电线路的阻抗均较大，随着新能源发电系统容量的增加，其输出有功功率的波动会对并网点母线电压的频率和幅值均产生影响，当所接入电网较弱时，并网点电压的频率和幅值波动范围有可能会超出电力系统运行的要求，严重时还会影响电力系统的频率和电压稳定性。

光伏发电系统由于变流器削弱或隔离了发电设备与电力系统的电气连接，输出功率可灵活控制且响应较快，通过改变控制策略和运行方式，可人为使其输出功率与电网频率相关，以模拟传统发电系统的惯量响应，从而保障电力系统的稳定运行，相对风力发电系统，尤其是双馈型风力发电系统有较大的动态特性优势，其输出有功功率和无功功率灵活可控，电网故障时可通过控制变流器使其输出一定的无功功率以支撑电网，有助于改善电力系统的稳定性。然而，由于功率器件过电压和过电流的能力非常有限，故障下间接并网型系统的不脱网运行能力较弱，若没有保护措施或合适的控制方案，系统将不得不从电网切出，从而导致大量的有功功率或无功功率缺失，进而引起电力系统频率和电压的大幅下降，甚至引发整个电力系统的崩溃。(www.xing528.com)

新能源发电系统的故障特性所引起的相关问题，需要通过规范和改善新能源发电系统的并网特性而解决。为避免上述现象对电力系统稳定经济运行的影响，各国电网运营商相继颁布了相关并网导则，对新能源并网发电系统的输出特性提出了明确要求，以确保电力系统的安全稳定运行。“低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）”是各国并网导则的核心要求之一，也是当前新能源并网发电技术的难点之一。光伏发电系统作为最主要的新能源发电形式，同样也不例外。因此需要研究对应技术特性和解决方案。

本章主要在介绍LVRT相关背景知识的前提下，讨论光伏发电系统LVRT技术的要求、难点和方法，以期从理论分析和工程应用角度为解决此技术难题提供思路。