作者 何德良1 贾雄伟2，3 1、广东电网有限责任公司东莞供电局(广东 东莞 523000)
2、广东省电力工业职业技能学校(广东 广州 510000) 3、广东电网有限责任公司教育培训点评中心(广东 广州 510000)
何德良，男，高级技师，研讨方向：配网;贾雄伟，1979年9月，男，硕士研讨生，讲师，研讨方向：电力体系商场营销。
摘要：光伏发电作为太阳能的首要运用途径，能够有用缓解化石动力供应严峻的的现状。光伏发电体系并入惯例电网，与之一同承当发供电使命，即构成并网光伏发电体系。相对于独立光伏发电，具有许多长处的并网光伏发电，遭到了各国竭力地推重和大力地开展。因此，并网光伏发电体系也就成为全球绿色新动力范畴的研讨热门。但在光伏发电并网进程中选用了许多的电力电子技能，在送上动力的一同也带来了许多影响电网电能质量的要素。本文就光伏发电并网的几个首要技能环节或许带来的电能质量问题进行剖析。
0 导言
全球化石动力日益耗费，动力供应状况日趋严峻，国际各国不得不赶紧寻觅代替动力和大力开发节能技能。而储量丰厚、清洁的太阳能，无疑是化石动力抱负的可继续代替动力;光伏发电作为太阳能的首要运用途径，能够有用缓解化石动力供应严峻的现状。光伏发电体系并入惯例电网，与之一同承当发供电使命，即构成并网光伏发电体系。相对于独立光伏发电，具有许多长处的并网光伏发电，遭到了各国竭力地推重和大力地开展。
1 并网光伏发电体系首要结构
光伏发电体系分为独立运转与并网运转两种作业办法。并网光伏发电体系比较具有商场运用价值的办法，是当今国际光伏发电开展的首要趋势。并网光伏发电作为光伏发电的一般具有两种典型体系结构，即单级式并网光伏发电体系与两级式并网光伏发电体系。两者比较较而言，单级式光伏逆变器操控体系需求一同完结最大功率点盯梢与并网操控功用，因此对操控器的要求会比较高。别的，有必要加装直流母线电压维护装置来确保体系并网的安全性。两级式并网光伏发电体系首要包括光伏阵列、改换器、逆变器、操控器、滤波电路等几部分。榜首级在完结对光伏阵列的最大功率点盯梢的一同，将光伏阵列产生的直流电经过升压改换为受控直流电供给应后级的并网光伏逆变器。第二级的光伏并网逆变器将直流母线上的直流电逆变为交流电送给并网，一同完结直流母线电压的稳压功用。本文以两级式并网光伏发电体系为例剖析光伏发电对电网电能质量的影响。
太阳能光伏发电要完结安全、牢靠、高效的并网运转有必要依赖于有用地操控技能，首要分为三个首要方面：最大功率点盯梢、并网操控和孤岛效应检测与维护。
2 最大功率点盯梢技能对电能质量的影响(MPPT)
光伏阵列的输出具有高度非线性特征，并且遭到光照强度、温度以及负载状况的影响。在必定的光照强度和环境温度下，只要仅有的电压值对应着光伏阵列的最大输出功率。因此，不断地依据光照强度、温度等外部环境要素的改动来调整光伏阵列的作业点，使之一直处于最大功率点的技能称为最大功率点盯梢技能，便是把太阳能光伏阵列输出功率安稳在其可输出的最大值Pm处。
两级式并网光伏发电的拓扑结构，榜首级即改换器和最大功率盯梢算法一同接入到光伏发电操控体系中完结整个并网光伏发电体系的最大功率点盯梢。DC-DC改换器经过操控电力电子功率开关器材的通断，改动功率开关的占空比来调整输出电压平均值的办法改动直流电的幅值。运用在太阳能光伏发电体系中的电压-电压型DC-DC改换电路首要有：降压式(Buck)、升压式(Boost)、升降压式(Buck-Boost)、库克式(Cuk)。不管选用哪种办法都要经过选用改动功率开关管的占空比的办法来完结光伏阵列最大功率点的盯梢。所以电路的参数与操控占空比的算法都会对体系输出电能质量产生影响。别的，以Boost电路为例，Boost升压电路影响电路的电能质量首要是电路的电感和电容的取值，而电路上的电感、电容的取值都很大程度上影响光伏阵列输出电压发动进程的调理时刻、峰值以及稳态电压动摇的起伏，然后影响到光伏体系的并网电能质量。滤波电感首要是影响并网光伏发电体系环节的输出电压。电容取值不变时，跟着电感的取值减小，光伏阵列输出电压则由振动发动转变为非振动发动，减小了电压跟从设定值的速度，添加了到达稳态的时刻，且振动峰值也跟着电感的减小而增大。但当电感值小于理论上的最小值时，就会产生使输出电压引起输出纹波电流过大、并网谐波添加等等问题。电容的取值则首要影响光伏阵列输出电压发动进程的调理时刻以及稳态电压动摇的起伏，不影响输出电压的幅值。电容取值越大，输出电压动摇起伏就越小，这样，有利于并网光伏发电体系逆变电路直流母线电压的安稳;但电容取值增大会使得发动的振动进程变久而下降电压的跟从速度，相同当电容值小于理论上的最小值时，稳态输出电压就会呈现高频率、大起伏的动摇，这将会严峻影响电能质量。
最常见的最大功率盯梢算法首要有三种：恒电压盯梢法、扰动观察法以及电导增量法。恒电压盯梢法是把光伏阵列输出电压一直操控在某一设定值来到达最大功率盯梢。能够确保比较好的电能质量输出。但在外界环境改动的时分，恒电压法适应性很差，会构成光伏阵列输出功率的丢失，乃至光伏阵列输出电压低于设定值，使输出功率为零，严峻下降光伏电池的运用率，引起整个电网功率缺额，然后影响并网的电能质量。
扰动观察法提高了光伏电池运用功率，但扰动的继续存在，会使安稳时输出功率在最大功率点的邻近振动，输出电压也一直存在的动摇，从而给电网引进谐波。当扰动量比较大时，输出电压的盯梢速度快，可是安稳后电压的动摇起伏大，盯梢精度也较差;假如扰动量比较小，输出电压的盯梢精度高，可是到达稳态的时刻长。
电导增量法是依据功率极值点的倒数为零来盯梢最大功率点。比较恒电压法和扰动观察法，电导增量法能够获得比较好的光伏并网体系电能质量。
3 并网逆变器对电能质量影响要素剖析
并网光伏发电体系的首要功用为将太阳能光伏阵列所产生的直流电直接转换成与电网电压同频、同相的交流电，其操控办法好像一个与电网电压同步的电流操控型PWM逆变器。为了下降送入电网的电流对电网产生的电流谐波，因此送入电网的电流波形总谐波畸变率应越低越好。操控方针为输出功率因数为1。
逆变器按输出操控办法也分为电压操控与电流操控两种。若选用L型并网逆变器，则逆变电路对并网电能质量产生影响的元件参数首要有直流侧电容、滤波电感。电容取值若太小则会增大电压动摇，下降并网电流盯梢作用;电容取值若过大又会下降动态响应速度，并且会添加电容造价和物理体积。从滤波电感决议逆变电路低频输出阻抗来说，取值应尽量小，但这样会增大电路谐波电流。滤波电感越大，THD值越小，即并网的谐波电流越小。别的，光伏并网操控环节也是影响并网光伏发电体系电能质量的重要要素，不同的电流盯梢操控办法直接关系到逆变器输出电流的波形质量。以滞环电流比较操控为例，其间的滞环宽度与开关频率都直接影响并网输出电流的电能质量。环宽太大会下降并网电流的盯梢精度，电流THD值增大;环宽取值太小又会使开关频率过高，而开关频率的动摇性过大会构成并网电流频谱较宽，这样会加大滤波电路的规划难度，一同添加并网电流谐波。
4 孤岛效应检测与维护技能对电能质量的影响
孤岛效应，是指电网失电时，光伏发电体系未能及时检测出电网停电状况并及时脱离电网，使太阳能并网发电体系和周围的负载组成一个脱离电网的自给供电孤岛。孤岛效应一旦产生，假如不能得到及时、稳当地处理，有或许产生下列非常严峻的结果：当电网产生毛病或其它原因此断网后，因为光伏发电体系依旧保持供电予负载，将或许使得修理人员在进行修理时，产生人身或设备安全事故。当电网断电后，光伏发电体系因为失掉电网所供给的参阅信号，会构成体系输出电压、电流及频率漂移而偏移电网正常频率，不只引发不安稳的状况，还或许使所供电能包括有较多电压与电流谐波成分。若未能及时将负载与光伏发电体系别离，将损坏某些对频率改动非常灵敏的负载。在市电康复瞬间，因为电压相位不同，或许产生较大的冲击电流，构成相关设备损坏。且在电网康复供电时，或许引发同步问题。若光伏体系与电网为三相衔接，当产生孤岛现象时，将构成欠相供电，影响用户正常运用三相负载。
常用的孤岛效应检测办法一般可分红被迫式和自动式两种。被迫检测法是直接检测电路中的电压与电流的相位、频率等等，所以不会对电网的电能质量构成影响。可是若选用自动检测算法，这些算法都是往电网中参加一些扰动量，不管是频率、相位，仍是有功、无功都会对输出的电能质量产生影响，会增大电网的谐波含量。
5 总结
并网光伏发电体系已成为全球绿色新动力范畴的研讨热门，在有用缓解动力危机成为电网重要组成部分的一同，也带来了许多新问题，值得沉思与研讨。
参阅文献：
[1]查晓明，刘飞 光伏发电体系并网操控技能的现状与开展[J]变频器国际 2010(02)
[2]王长贵 并网光伏发电体系总述(上)[J]太阳能，2008(2)
[3]杨鲁发 光伏并网发电体系和孤岛检测技能的研讨与完结[D]华北电力大学硕士学位论文2009
[4]曹志怀 并网型太阳能光伏发电体系研讨[D]西南交通大学硕士学位论文 2012
[5]薛明雨 光伏并网发电体系之孤岛检测技能硏究[D]华中科技大学硕士学位论文 2008
本文来源于《电子产品国际》2018年第12期第81页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
