逆变器对于提升电网品质的帮助
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摘要 在最近的十余年里，太阳能光伏逆变技术得到了长足的发展。与此同时，人们普遍开始担忧随着光伏逆变器的占比越来越高，整个电力供应系统的稳定性会受到极大影响。但最近的研究显示，例如在欧洲，那些采用了高级功能的逆变器的电力系统的品质事实上反而得到了提高。美国当前已有的光伏标准如IEEE1547和加州Rule 21都是针对低占比的情况，而现在随着光伏的占比越来越高，对于逆变器而言，支持电网接受高占比的高级功能的需求已经显著地增加。而这些高级功能在原有的标准中并无体现，例如无功电压控制、电压穿越能力、频率穿越能力、有功频率控制、缓变率控制以及通讯等。 本文首先讨论了一两年前做的一系列测试，揭示了“传统”逆变器的典型表现，包括他们对电网的失真的贡献、防孤岛问题以及潜在的更严重的干扰。其次我们给出使用一台已经在商业化生产的标准型号光伏逆变器的测试结果，该逆变器是按照最近的德国电网规则设计的,所采用的高级功能是当前美国的规则所没有要求的。我们测试了该逆变器在一系列典型的电压和频率波动情况下的表现，以评估其在电网中的动态性能。相当一部分的标准规范和技术报告(如IEC61000-3-15，CEI 0-21等)都提到光伏逆变器可能用于提升电力品质，而本文展现的这些测试结果指出光伏逆变器的确可以提升电力品质和电网稳定性。 测试方案 首先我们针对传统逆变器进行测试，以证实这些逆变器能够遵照美国以及其他国际规范安全运行。测试方案如图1所示。电网模拟器用于处理双向的能量流动，就像真实的电网。逆变器接受来自于光伏模拟器的直流能量注入。电子负载产生线性和非线性的电流负载，有效地模拟各种典型的家用负载的行为，例如电脑、厨房电器、电视、空调等设备。功率分析仪用于分析负载、逆变器以及电网之间的电流流动。
图1 用于评估光伏逆变器的测试方案 图2展示了功率分析仪上的典型显示。上方的图形是电网模拟器即电网端的电压(绿色)和电流(黑色)波形，下方的图形是负载的电流(红色)和逆变器的电流(蓝色)。逆变器输出1274.9瓦给家用负载，输出1766.5瓦给电网。 |
