伴隨光伏扶貧深入,很多問題開始凸顯。比如在一些偏遠地區,施工人員在并網時發現:電網電壓總是偏高,不僅引發經常性的電壓故障報警,還導致逆變器停機保護,嚴重影響了光伏收益。針對此類問題,廠商常常從逆變器側給出解決方案,比如放寬保護電壓范圍(針對不同地區,將出廠交流電壓放寬至160-300AC可調)。雖然這種方式可以解決逆變器的保護停機問題,但因輸出的電網電壓過高,總會對一些家用電器造成損害。

  應該說,這類現象很常見,很多論壇帖子也對此做過專業技術分析,但依然有不少從業者表示困惑。在此,筆者想通過一些類比做個簡單梳理,以幫助大家從電站設計源頭避免以上情況發生。

  我們都知道,光伏并網系統就是通過逆變器把直流電轉換成交流電,并傳輸到電網的過程。如果把電網比作大海,逆變器則可以看成是一條條細流,而并網就好比涓涓細流匯入大海,那一條條并網用的交流線纜就是匯流的河床。

  

農村光伏并網電壓為何總是偏高

  對此,我們不妨做個類比:

  

農村光伏并網電壓為何總是偏高

  在一些偏遠地區或弱電網區的并網發電過程中,常因為線路阻抗的影響(河床狹窄,阻塞較多),而不得不抬高逆變器輸出交流電壓(河流水位增大,形成高水勢才能流向大海),以保證交流電高效流向電網(河流匯入大海)。但這無形中會引發兩類問題:一是輸出電壓高于逆變器自身保護電壓值,使逆變器報錯和執行保護性停機;二是并網點變壓器容量較?。ㄒ簿褪恰按蠛P钏坎蛔恪?,這是很多地方限制并網容量在30%左右的原因),極易因電量超負荷上網,抬高電網電壓(蓄水池蓄水能力不足,滿溢)。

  事實上,以上兩種情況,正是造成電網電壓過高的兩個主要原因,即并網點容量偏小,負荷消耗能力不足,或電網弱凸顯了線路阻抗。那么,我們該如何解決以上問題呢?

  毫無疑問,一是增大線纜規格,合理選擇并網點;二是增容變壓器,改善“蓄水能力”。其中,合理選擇并網點和增容變壓器都很容易理解,比如就近變壓器選擇并網點就是最常用并網點選擇方式,而增容變壓器就是給變壓器增容。這樣就只剩下增大電纜規格了,用個形象的比喻,就是在靠近大海的位置擴大河床、清理淤泥,以顯著減少河流中間阻力。

  另外,還有一種情況值得一提,就是在多臺設備并網時,若集中并到一相上,則容易抬高該相電壓(類似多條河流匯到一個窄河床上,造成水溢),使電網偏壓,從而造成類似電網電壓過高的現象。因此,建議同一并網點多臺并網時,應盡量使設備在三相上均勻分布 (如下圖)。

  

農村光伏并網電壓為何總是偏高

  以上,旨在通過簡單類比,讓大家對電網過壓故障的成因有個形象的認識。但最終目的,還是希望在光伏電站建設中,能夠在設計之初就規避這些可能的隱患,以提高設計效率,助力光伏扶貧。