光伏逆变器短路特性分析

通过理论分析、故障仿真和试验等方法,系统研究了光伏逆变器的故障特性。阐述光伏逆变器的拓扑结构和双环控制原理,建立光伏发电系统的仿真模型。仿真不同短路故障时光伏逆变器的输出特征,分析影响光伏逆变器输出特征的主要因素,给出了某光伏逆变器的试验数据。研究表明,与传统同步电机电源相比,光伏电源馈出的短路电流在其基本组成、衰减速率以及幅值特征等方面均存在较大差异,将对微网保护性能带来直接影响。     

光伏逆变器短路特性分析

通过理论分析、故障仿真和试验等方法,系统研究了光伏逆变器的故障特性。阐述光伏逆变器的拓扑结构和双环控制原理,建立光伏发电系统的仿真模型。仿真不同短路故障时光伏逆变器的输出特征,分析影响光伏逆变器输出特征的主要因素,给出了某光伏逆变器的试验数据。研究表明,与传统同步电机电源相比,光伏电源馈出的短路电流在其基本组成、衰减速率以及幅值特征等方面均存在较大差异,将对微网保护性能带来直接影响。     

分布式光伏逆变器并网侧短路暂态特性分析

随着光伏发电的成本降低,越来越多的户用光伏发电系统分散接入配电网,给电网的运行管理带来了一定的风险。文中从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,对逆变器在不同开关模态下的短路故障的暂态特征进行了分析,研究了不同导通逻辑下短路电流的变化趋势,并对逆变器在不同输出功率、跌落深度和跌落相位角等工况条件下进行了短路试验。试验结果表明,逆变器网侧短路时由于电感两端的磁势失衡,会引起电感电流的瞬时上升,在经过逆变器固有的惯性延迟后,内部的控制环路通过对开关管占空比的调节能够抑制电流的上升,最后由逆变器本体保护动作封锁驱动,不会引起越级跳闸事故。     

分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析

为应对分布式光伏电源接入配电网的挑战,从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,仿真分析了并网逆变器在配电网发生三相相间短路故障、两相相间短路故障以及分布式光伏电源不同出力时输出电流的变化特性,同时仿真分析了逆变器自身绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor,IGBT)器件开路、交流侧单相断线故障时输出电流的变化特性,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。     

分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析

为应对分布式光伏电源接入配电网的挑战,从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,仿真分析了并网逆变器在配电网发生三相相间短路故障、两相相间短路故障以及分布式光伏电源不同出力时输出电流的变化特性,同时仿真分析了逆变器自身绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件开路、交流侧单相断线故障时输出电流的变化特性,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

光伏逆变器短路电流3次谐波及其对保护的影响分析

系统发生不对称故障时,短路电流、电压中出现负序分量,导致光伏逆变器直流母线电压中产生二倍频振荡,该振荡分量经过控制回路流通后将在光伏逆变器输出短路电流中生成3次谐波。推导了逆变器输出短路电流3次谐波的解析表达式,计及光伏逆变器的限幅控制特性、负序控制策略、低电压穿越策略,研究了3次谐波的变化特性,然后分析了3次谐波对变压器差动保护电流互感器饱和判据的影响,指出某些工况下光伏逆变器输出短路电流中的3次谐波含量较大,可能造成变压器差动保护误闭锁,导致变压器区内故障无法切除,并提出了相应的应对策略。大量的仿真试验结果验证了理论分析的正确性。     

计及负序控制策略的光伏逆变器故障特性分析

光伏接入系统发生不对称故障时，逆变器会同时控制正序电流和负序电流的输出，但目前针对计及负序控制策略的逆变器故障特性研究较少。为此，首先推导了逆变器稳态短路电流的求解方法。然后考虑不同的负序控制策略，研究了不对称故障下逆变器输出的短路电流特征和等效负序阻抗特征，揭示了光伏发电在不同控制策略和不同故障类型下故障特性的相似性和差异性。最后搭建仿真模型，对理论分析结果进行了验证。结果表明，在新能源接入电网的故障特性及保护原理研究中需充分考虑负序控制策略的影响。     

分布式光伏接入情况下配电自动化系统的适应性

为了应对分布式光伏接入配电网的挑战,分析了分布式光伏的短路电流特征和分布式光伏接入对配电网短路电流的影响,指出当分布式光伏接入上游母线时,依据故障电流的传统故障定位策略完全适应。给出了分布式光伏接入馈线情形下的最不利条件,并分析了能够满足传统故障定位策略要求的适应范围。为了满足分布式光伏超出适应范围的故障定位要求,论述了两种应对方法,即重合闸与分布式光伏脱网特性配合法和基于方向元件法。研究结果表明:无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍;在分布式光伏接入容量不超过馈线载流量25%的条件下,电缆馈线基本都能满足传统故障定位规则要求、架空馈线绝大部分能满足传统故障定位规则要求。论述的两种应对方法能够满足分布式光伏超出适应范围的故障定位要求。     

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法

针对光伏并网发电系统中关键部件--逆变器的结构设计与控制方法研究进行了详细分析和阐述.从电网、光伏阵列以及用户对逆变器的要求出发,分析了各种不同的逆变器拓扑结构与控制方法,比较其运行效率和控制效果.对于目前国内外光伏发电系统中并网逆变器的研究现状、亟待解决的问题进行了阐述,指出光伏发电系统中并网逆变器高效可靠运行的发展方向.     

光伏并网对配电网继电保护的影响分析

光伏电源通过配电网并网发电,并网后的配电网会发生结构变化,造成电网中的潮流分布和短路电流发生改变,进而影响线路中继电保护设备的正常运行。本文研究了光伏电源接入后对线路中继电保护所产生的影响,通过仿真分析配电网中光伏电源不同容量和短路故障不同位置对电网短路电流所产生的影响,并进一步研究其对三段式电流保护的影响。     

单相短路故障条件下级联模块中压光伏发电系统的有功功率回流抑制

有功功率回流是级联H桥型光伏并网逆变器在电网不对称跌落故障条件下固有的问题,可能导致系统没有平衡运行点,H桥直流母线电压持续增大,逆变器因过电压保护而停机脱网。为此,该文以电网故障发生率最高的单相短路故障为研究目标,回顾现有控制方法,并定量地分析其局限性——在电网电压跌落较深且光伏阵列输出功率较低的工作场景下无法避免有功回流。在此基础上,提出一种适用于级联模块化中压光伏发电系统在单相短路故障条件下的有功功率回流抑制策略,根据光伏阵列实际输出的有功功率将系统的运行划分为两个区域,通过合理地设计系统的调制度,并在不同的运行区域内采用不同的控制方法,能够提高级联H桥光伏并网逆变器对不同的输出功率以及不同电网跌落深度的适应性,以改善系统的故障穿越能力。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

一种新型低共模电流单相光伏并网逆变器

为满足非隔离光伏并网发电系统对共模电流的要求,提出一种四开关+二极管逆变器拓扑结构.详细分析该拓扑的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略.搭建了3 kW单相光伏并网逆变器的试验平台,对理论分析进行了试验验证.试验结果表明,所设计的光伏并网逆变器不但具有低共模电流,而且具有较高的入网波形质量.     

基于不同测试环境的光伏并网逆变器低电压穿越能力验证方法

针对光伏发电站可能出现的由于逆变器低电压穿越问题引起的电网事故,在不同的测试环境下,我国针对光伏并网逆变器开展了光伏发电站低电压穿越性能测试,包括实验室型式试验、光伏电站现场试验和人工接地短路试验。研究了以上三种不同测试环境下的试验原理,并对三种模拟短路故障方法进行分析。采用三种试验方法对某型号500 k W光伏并网逆变器进行测试.测试结果表明,三种方法有效地验证了光伏并网逆变器的低电压穿越能力,并起到了较好的互补作用,有力地保障了我国光伏电站实现健康有序的并网。     

光伏中压直流汇集系统双极短路特性分析及连锁过电压抑制

为了解决光伏中压直流汇集系统直流变压器中压侧双极短路故障问题,根据系统拓扑划分为直流线路送端和受端2种情形展开详细讨论,通过不同的故障回路计算出双极短路时网侧和机侧对短路点的故障电流分量,给系统保护的参数整定提供依据,进一步分析了其直流低压母线连锁过电压产生机理,并提出过电压的有源抑制方法,避免了光伏阵列频繁解列.仿真...     

光伏逆变器一致性评估方法及系统开发

光伏逆变器作为光伏发电系统的核心部件,其品质的好坏直接决定了光伏发电质量的好坏,直接影响光伏发电系统接入电网的安全可靠。为保证评估现场所用逆变器和通过型式试验样品品质的一致性,提出了一种光伏逆变器一致性验证的方法,并利用RT-LAB半实物虚拟仿真器构建了一套光伏逆变器一致性评估平台。文中介绍了该方法的原理和平台的构建,并进行了具体案例分析,验证了该方法的参考价值。     

500 kW光伏发电系统并网逆变器

介绍了500 kW光伏并网逆变器的系统结构和工作原理,采用了IGBT功率模块并联技术来提高系统容量,并对主回路参数的设计方法进行了研究。在此基础上研制了一台500 kW光伏并网逆变器的样机,进行了试验研究,试验结果证明该样机运行稳定,性能可靠,具有较强的实用性。     

基于模糊故障树的光伏并网微型逆变器故障识别方法研究

为缩短光伏并网微型逆变器故障提取时间、提升采样精度和效率,基于模糊故障树研究光伏并网微型逆变器故障识别方法。首先利用模糊故障树方法对光伏并网微型逆变器进行故障映射,建立故障底事件与顶事件之间的联系,然后通过小波包变换提取光伏并网微型逆变器故障特征,最后通过构造SOFTMAX光伏并网微型逆变器故障多分类器,实现对光伏并网微型逆变器故障的识别。设计仿真实验,结果证明,在有功功率为3000W-12000W的范围内该方法的采样时间较短,且采样精度和采样效率较高,在光伏并网微型逆变器故障识别方面具有优越性能。     

考虑含光伏接入的配电网故障特性研究

光伏并网系统接入配电网后,将会改变传统配电网的辐射结构,导致配网故障后相关电气量发生改变。针对光伏接入后对配电网故障暂态带来的新问题,通过PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了10 kV含光伏接入的配电网模型,从配电网短路故障位置、渗透率和故障类型3方面分析了光伏接入对配网故障短路电流的影响。仿真结果表明,光伏电源的接入会改变配电网的故障电流暂态特性,并且高渗透率接入时影响愈发显著。     

基于Tanimoto相似度的光伏场站送出线路纵联保护

受逆变器耐流能力及控制响应特性影响,光伏电源短路电流幅值受限、相角受控,导致比率式差动保护性能下降,光伏场站送出线路缺乏有效的主保护原理。为解决该问题,在分析光伏场站故障特征的基础上,引入Tanimoto相似度刻画光伏场站与同步系统短路电流之间的波形差异。分析了区内、区外故障时相似度系数的变化,最终构造了基于Tanimoto相似度的纵联保护新原理。仿真结果表明该方法能够正确反映区内、区外故障,适用于光伏场站弱出力场景,对高阻故障具有良好的识别能力。