【科普】光伏逆變器是如何保護自己的？

隨著新能源行業(yè)的日漸興起，光伏發(fā)電能源儼然已成為新能源行業(yè)的巨頭，光伏電站的安全運行也成為維持電網(wǎng)穩(wěn)定的一個重要因素，電站的站內(nèi)保護像是光伏逆變器的防孤島保護、低電壓穿越，以及站內(nèi)的靜止無功發(fā)生裝置都成為光伏電站必不可少的配置。

　　低電壓穿越功能是指當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落時并網(wǎng)逆變器能夠正常并網(wǎng)一段時間，“穿越”這個低電壓時間(區(qū)域)直到電網(wǎng)恢復(fù)正常；孤島效應(yīng)保護是指當(dāng)電網(wǎng)斷電時并網(wǎng)逆變器應(yīng)立即停止并網(wǎng)發(fā)電，保護時間不超過0.2秒。可以看出，孤島效應(yīng)保護與低電壓穿越是相互矛盾的，兩種功能不能同時并存，需要根據(jù)電站規(guī)模和要求進行選擇，一般原則如下：

　　對于小型光伏電站，并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)中所占的容量較小，對電網(wǎng)的影響較小，在電網(wǎng)故障時不會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，所以應(yīng)具備快速監(jiān)測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力，即此時并網(wǎng)逆變器應(yīng)選擇孤島效應(yīng)保護功能。

　　對于大中型光伏電站，并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)中所占的容量較大，對電網(wǎng)的影響較大，在電網(wǎng)故障時不會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，所以應(yīng)具備一定的低電壓穿越能力，即此時并網(wǎng)逆變器應(yīng)選擇低電壓穿越功能。

　　對于目前大多數(shù)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來說，逆變器所配置的都是低電壓穿越。大型和中型光伏電站的低電壓耐受能力要求為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的低電壓穿越功能，并網(wǎng)逆變器需要采用新的軟件控制算法，軟件控制算法需實時監(jiān)測網(wǎng)，并判斷電網(wǎng)是否發(fā)生電壓跌落（平衡或者不平衡跌落）。當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落故障時，立即啟動低電壓穿越功能，控制輸出電流以及輸出的功率，當(dāng)電網(wǎng)電壓在一定范圍以內(nèi)時，逆變器進入低電壓穿越階段；當(dāng)電網(wǎng)進入電壓恢復(fù)階段，此時并網(wǎng)逆變器輸出無功功率起到迅速支撐起電網(wǎng)電壓的功能。如果電網(wǎng)跌落是不平衡跌落，逆變器會以輸出三相平衡電流為目標(biāo)函數(shù)，通過軟件控制算法實現(xiàn)在電網(wǎng)電壓不平衡階段，逆變器的電流是平衡的；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常，逆變器迅速轉(zhuǎn)入正常并網(wǎng)狀態(tài)。

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