光伏發電中的高電壓穿越探測

摘要：當電網發生故障或擾動引起電壓升高時，在一定的電壓升高范圍和時間間隔內，光伏發電站可保證不脫網繼續運行。pA系列功率分解儀具有快達200KS/s的實時錄波，可測試高電壓穿越內的動態并網電壓情況。

光伏發電站高電壓穿越能力測試應包括光伏發電單元高電壓穿越能力探測以及光伏發電站高電壓穿越能力驗證，其基本要求有以下幾個方面。

一、電壓升高發生裝置基本需求

使用如圖1原理所示無源設備模擬電網電壓升高，裝置應滿足如下要求：

1.裝置應能模擬三相對稱電壓升高；

2.限流電抗L和升壓電容C至少有一個可調，裝置應能在A點出現不同幅度的電壓升高；

3.限流電抗的電抗值與電阻值之比應至少大于10；

4.限流電抗應滿足接入后探測點A的短路電容為被測光伏發電單元所配逆變器總額定功率的3倍以上；

5.升壓開關應能精確控制所有三相電路中升壓電容C和阻尼電阻R的投入及切除時間，出現的電壓升高時間誤差應在圖2所示容許誤差范圍內。

6.裝置所出現的電壓階躍時間應小于20ms，電壓升高期間不應出現超調。

7.利用電壓升高發生裝置進行空載探測時，出現的電壓升高容許誤差見圖2

圖1電壓升高發生裝置示意圖

圖2電壓升高容差

二、測量設備

測量設備包括電壓互感器，電流互感器和數據采集裝置等。測量設備準確度應至少滿足表1的要求，數據采集裝置帶寬不應小于10kHz。

表1測量設備準確度要求

三、探測用例

光伏發電站高電壓穿越探測用例如表2所示。探測應至少選取5個升高點，電壓升高幅值及高電壓繼續時間如表3所示，光伏發電單元應分別在0.1~0.3和不小于0.7兩種工況下進行探測，且所有探測點均應重復1次。

表2光伏發電站高電壓穿越運行時間要求

注：為光伏發電站并網電壓標幺值。

表3高電壓穿越探測點

四、探測程序

1.探測接線

進行高電壓穿越探測前，光伏發電單元的逆變器應工作在與實際投入運行時一致的控制模式下。按照圖3連接光伏發電單元，電壓升高發生裝置以及其他相關設備。

圖3高電壓穿越能力探測示意圖

2.空載探測

光伏發電單元投入運行前應先進行空載探測，探測應按如下步驟進行：

a)確定被測光伏發電單元逆變器處于停運狀態

b)調節電壓升高發生裝置，模擬三相對稱故障，電壓升高點滿足探測用例要求

c)測量并調整測試裝置參數，使電壓升高幅值和升高繼續時間滿足圖2的容差要求

3.負載探測

a)應在空載探測結果滿足要求的情況下，光伏發電單元應分別在0.1~0.3和不小于0.7兩種工況下進行高電壓穿越負載探測。負載探測時的限流阻抗，升壓阻抗，升壓阻尼電阻阻值以及電壓升高時間設定均應與空載探測保持一致。

b)將光伏發電單元投入運行；

c)控制電壓升高發生裝置進行三相對稱電壓升高探測；

d)在升壓變壓器側或低壓側分別通過數據采集裝置記錄被測光伏發電單元電壓和電流的波形，記錄至少從電壓升高前10s到電壓恢復正常后6s之間的數據；

注：為被測光伏發電單元所配逆變器總額定功率

五、使用pA作為數據采集裝置進行高電壓穿越探測

pA系列功率分解儀具有最快可達200KS/s的實時錄波，支持50Hz/60Hz、單相/三相系統等各種穿越探測，可測試高電壓穿越內的動態并網電壓情況，作為數據采集裝置進行高電壓穿越探測。詳盡流程如下：

1.連接設備，設置參數

首先打開pA管理軟件pAM，然后搜索設備（或者手動添加設備），在設備列表中選擇行業探測->電壓穿越探測視圖，探測類型選擇高電壓穿越探測，選擇在線探測，將單元1，單元2，單元3設置為接線組3V3A（單項探測時點選單項探測，并選擇探測單元）

圖4設置測量參數

圖5設置接線組

2.探測過程

完成設置后，點擊使用按鈕，再點擊啟動探測按鈕，pA進入數據采集過程如圖6所示，在此時操作電壓升高裝置升高電壓，按照表3保持一段時間后，再降至常規。

圖6pA數據采集存儲中

圖7數據文件下載

圖8數據介紹計算中

倘若在設定的時間內已經完成探測，可手動點擊菜單欄的停止探測按鈕，否則時間到后將自動停止探測，并自動取回數據進行分解。待數據介紹計算完成后，顯示最終探測結果，點擊穿越時間按鈕可自動找到穿越區間，如圖9所示

圖9高電壓穿越探測結果

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