电力电子设备在光伏电站的应用

文/蔡鹏

随着经济的快速发展，人们

逐渐认识到能源供应与经济发展

需求之间的矛盾，在太阳能光伏

产业快速发展的推动下，光伏电

站建设规模和数量迅速提升，在

优化能源供应体系、扩充能源供

应方面发挥着积极的作用，本文

为对光伏电站产生更加全面的认

识，推动光伏电站的发展，在对

光伏电站进行系统分析的基础上，

针对电力电子设备在光伏电站的

应用展开研究。

摘 要

2.1 自动发电控制器和自动电压在光伏电站的

应用

光伏电站结合调度的实际要求，将逆变

器在单独运行或成组控制的逆变器上运行，利

用其对调度提出的总有功进行全面的接收，并

在此基础上将负荷在运行的逆变器之间实现有

效分配，具体的分配方式即计算总有功与单独

运行逆变器所具有的功率的差额，将其视为成

组控制的逆变器间可有效分配的总有功，而光

伏电站中分配到某逆变器的有功功率可以通过

成组通知逆变器有功×（该台逆变器在当前光

照条件下最大处理/ 所有逆变器当前光照条件

下的最大出力之和) 进行计算。而无功负荷的

分配，在电压控制方式的情况下可以通过

计算，其中Ut 代

表母线电压目标值，Um 代表母线电压的实测

值；Qm代表母线无功实测值；X代表系统阻抗，

系统阻抗可通过系统运行时外部的输入确定。

可以发现将自动发电控制器和自动电压控制器

应用于光伏电站中，可以使光伏电站的逆变器

和无功补偿设备以计划的策略实现自我条件和

通知，而且可以动态的结合调度命令的变化，

对调节精度准确的把握。使光伏电站自身对有

功处理和无功调节等方面的管控能力缺陷得到

提升。现阶段此项电力电子设备的应用在宁夏

的部分光伏电站中已经落实，而且效果较理想，

可有效的提升光伏电网并网后的安全性和稳定

性，所以应结合实际情况有意识的推广应用。

2.2 快速响应磁控电抗器在光伏电站的应用

磁控电抗器由于自身在输出谐波、结构、

可靠性、造价、占地面积等方面具有明显的优

势，而且可结合传输功率的变化自动实现对自

身容量进行调节的功能，所以将其应用于光伏

电站中对提升光伏电站的经济效益等方面具有

积极的作用。此电力电子设备将自耦直流励磁

技术和极限饱和技术有效的结合，在附加直流

励磁的作用下使铁心磁化，然后是励磁系统晶

闸管触发角度以及铁心磁饱和程度等发生变

化，使其输出无功容量的具体值发生相应的变

化，可见此电力电子设备在应用的过程中具有

较高的可靠性，在其应用的过程中其相应时间

通常和其抽头之间表现出一定的负相关性，而

且其容量和相应的速度之间也具有一定的负相

关性，所以要有效的提升其响应的速度，通常

可以增加控制绕组抽头比例或增加直流励磁绕

组的数量，在LC 谐振的作用下也可以达到增

加其响应速度的效果。另外，在实践中可以发

现该电力电子设备的响应时间与外加励磁电流

大小之间具有一定的负相关性，所以在具体应

用的过程中要结合造价、场地面积等对提升响

应速度的方法进行具体的选择。将该电力电子

设备应用于光伏电站中，可以使光伏电站的电

能指标得到优化，满足相关指标的设定标准，

而且响应的时间可以提升到30 毫秒以内，相

比其他动态无功补偿装置其响应时间方面具有

明显的优越性，所以也应结合光伏电站的实际

情况进行积极的推广应用。

2.3 无功补偿装置在光伏电站中的应用

无功补偿装置（SVG）将自换相电力半

导体桥式变流技术、三电平变压器并联多重化

技术、功率单元串联链式多重化技术、脉宽调

制技术、全数字控制等先进技术等有机结合，

所以其在响应速度、抑制电压闪变能力、谐波

含量、占地面积等方面均表现出明显的优势，

将其应用于官府电站中，可以有效的推动光伏

电站并网的实现，在光伏电站应用无功补偿装

置的过程中，首先，需要结合自身谐波含量以

及分布，在确定具体发生的电压谐波总畸变率

的前提下确定补偿方案；然后结合系统中线性

负荷和非线性负荷分别占总负荷的比例，对补

偿方案进行补充，当确定系统中感性负荷的比

例较大的情况下，则可以判定系统的无功需求

较多，进而应有意识的增加补偿容量，在此基

础上结合系统具体表现出的负荷变化、三相平

衡性等对补偿方案进行优化。

3 结论

通过上述分析可以发现，光伏电站作为

电力系统发电环节的重要形式，将电力电子设

备合理的应用于光伏电站对优化光伏电站有源

滤波、无功补偿等功能具有积极的作用，但其

需要结合光伏电站的实际特点进行，应在逐渐

深化的基础上有意识的推广应用。

参考文献

[1] 姜建国，乔树通，郜登科. 电力电子装置

在电力系统中的应用[J]. 电力系统自动

化,2014(03):2-6+18．

[2] 赵争鸣, 雷一, 贺凡波, 鲁宗相, 田琦. 大

容量并网光伏电站技术综述[J]. 电力系

统自动化,2011(12):101-107．

[3] 陈波, 朱晓东, 施涛, 曲立楠. 光伏电站

低电压穿越技术要求与实现[J]. 电气应

用,2012(01):76-80．

作者单位

新疆新能源新风投资开发有限公司 新疆维吾

尔自治区乌鲁木齐市 830026