摘要：高壓靜止無(wú)功發(fā)生器iSVG可以有效解決光伏電站的電能質(zhì)量問(wèn)題。本文介紹了深圳市英威騰電氣股份有限公司高壓靜止無(wú)功發(fā)生器iSVG在大唐某光伏站的應用情況，從應用情況來(lái)看，光伏企業(yè)采用高壓靜止無(wú)功發(fā)生器iSVG對光伏站的穩定運行至關(guān)重要。

一、 引言

隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步，能源的消耗與日俱增，能源的作用日益重要，能源短缺逐漸成為一個(gè)世界性的問(wèn)題。為緩解能源危機與環(huán)境污染，大規模開(kāi)發(fā)以太陽(yáng)能、風(fēng)能為代表的各類(lèi)可再生能源是未來(lái)持續發(fā)展一種必然選擇。2011年5月發(fā)布的國標《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規定》，對光伏站的低電壓穿越能力、無(wú)功功率及電壓調節能力做了明確說(shuō)明。SVG作為一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置，具備多種工作模式、優(yōu)異的調節性能，在新能源電場(chǎng)發(fā)揮著(zhù)重要作用。

二、 光伏站對電力系統無(wú)功電壓的影響

在 我國大規模光伏集中安裝在戈壁、荒漠地區，光伏電站所在地區負荷水平較低，接入電網(wǎng)的短路容量相對較低，大量的光伏電力通過(guò)高壓輸電遠距離外送，受天氣影 響，隨機波動(dòng)的有功出力影響到系統無(wú)功平衡特性，進(jìn)而造成線(xiàn)路電壓大幅波動(dòng)。同時(shí)，并網(wǎng)運行的光伏逆變器無(wú)功電壓支撐能力偏弱，造成電能質(zhì)量超限或電壓失 調的機率增加。

三、 iSVG裝置介紹

高壓靜止無(wú)功發(fā)生器是柔性交流輸電技術(shù)（Flexible AC Transmission System，簡(jiǎn)稱(chēng)FACTS）的主要裝置之一，它代表著(zhù)現階段電力系統無(wú)功補償技術(shù)新的發(fā)展方向。iSVG是以IGBT組成自換相橋式電路并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當的調節橋式電路交流輸出電壓的相位和幅值，或控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或發(fā)出無(wú)功電流，實(shí)現動(dòng)態(tài)無(wú)功補償。英威騰iSVG是當今無(wú)功補償領(lǐng)域最新技術(shù)的代表。iSVG 由接入系統的電壓源換流器構成，其無(wú)功電流可以快速地跟隨負荷無(wú)功電流的變化而變化，自動(dòng)補償系統所需無(wú)功功率。

iSVG采用先進(jìn)的鏈式拓撲結構，通過(guò)連接電抗器或變壓器并聯(lián)到電網(wǎng)上，不需要改變系統本來(lái)的接線(xiàn)，只需將無(wú)功補償發(fā)生器并入電網(wǎng)即可。以英威騰10kV高壓靜止無(wú)功發(fā)生器電抗器柜內方案為例，iSVG10kV裝置每相由12個(gè)裝置鏈節串聯(lián)組成，每個(gè)裝置鏈節與主控系統采用光纖通訊，主控系統分別對裝置側和電網(wǎng)側電壓及電流進(jìn)行采集處理，通過(guò)KM2和KM1控制裝置并網(wǎng)，通過(guò)UDP/IP協(xié)議與人機界面觸摸屏通訊，主控系統提供多路輸入輸出端子等，裝置的主回路拓撲如圖 1所示。

圖 1 10kV iSVG主回路拓撲圖

四、 iSVG在光伏站的應用

大唐某30MWp光伏發(fā)電工程位于山西，工程多采用240Wp多晶硅太陽(yáng)能電池組件，每1MWp 作為一個(gè)發(fā)電單元，共有30個(gè)發(fā)電單元，總計安裝30MWp。項目投產(chǎn)發(fā)電后，預計年平均上網(wǎng)電量42365MWh，同燃煤電站采取相應環(huán)保治理措施后相比，每年可為國家節約標準煤為1.35萬(wàn)噸，減少多種有害氣體和廢氣排放，對緩解當前的能源危機和環(huán)境壓力有著(zhù)重要意義。

光 伏電站采用10kV/35kV升壓并網(wǎng)的模式，10KV側共6路光伏支線(xiàn)，SVG并聯(lián)在10kV母線(xiàn)回路，SVG分別采集主變高低壓側電壓電流信號，并以 主變高壓側電壓和無(wú)功功率為控制目標，實(shí)現自動(dòng)控制功能，根據項目提供的參數計算，該項目需要配置無(wú)功補償容量為±7.5MVar ,iSVG裝置可以實(shí) 現感性無(wú)功到容性無(wú)功-7.5~7.5MVar范圍內連續快速調節，最終選擇iSVG-7M5-10-CT滿(mǎn)足項目要求。光伏站主回路一次系統圖如圖 2 所示。

圖 2光伏站一次系統圖

為配合調度中心遙控和遙調的要求，iSVG需要接入光伏站綜合自動(dòng)化平臺中。自動(dòng)化平臺與iSVG的通信采用標準MODBUS通信協(xié)議，通過(guò)后臺實(shí)現對iSVG裝置的電壓、電流、功率單元狀態(tài)信息的檢測，以及實(shí)現遠程調節裝置無(wú)功或電壓控制目標，如圖 3所示。

圖 3 iSVG自動(dòng)化控制的實(shí)現

iSVG裝置以35kV母線(xiàn)電壓為控制目標，實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)電壓變化和無(wú)功功率變化情況，根據變化需求動(dòng)態(tài)調節裝置無(wú)功出力。環(huán)翠山光伏電站以調度電壓命令為控制目標，要求光伏站總出線(xiàn)電壓跟隨調度電壓指令變化。在加入iSVG系列高壓靜止無(wú)功發(fā)生器后，電網(wǎng)電壓得到有效控制，從圖 3所示電壓曲線(xiàn)可以看出iSVG實(shí)時(shí)跟蹤給定目標電壓，對電網(wǎng)電壓進(jìn)行調節，達到控制要求。

圖 4光伏站電壓調節曲線(xiàn)

五、 結束語(yǔ)

太陽(yáng)能發(fā)電以其清潔、總量豐富等特點(diǎn)，正逐漸成為最有發(fā)展前景和實(shí)用價(jià)值的替代能源。光伏發(fā)電中并網(wǎng)系統的電壓穩定性問(wèn)題越來(lái)越值得關(guān)注，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統的電壓穩定與否很大程度上決定著(zhù)光伏發(fā)電的發(fā)展。具備快速、準確動(dòng)態(tài)無(wú)功補償功能的iSVG的重要性也日益突出。iSVG的廣泛使用必然對新能源的健康穩定發(fā)展具有深遠意義。