英威騰iSVG產品在大唐某光伏電站的應用
http://www.199rrr.com 2016-02-03 21:22 來源：深圳市英威騰電氣股份有限公司
摘要：高壓靜止無功發生器iSVG可以有效解決光伏電站的電能質量問題。本文介紹了深圳市英威騰電氣股份有限公司高壓靜止無功發生器iSVG在大唐某光伏站的應用情況，從應用情況來看，光伏企業采用高壓靜止無功發生器iSVG對光伏站的穩定運行至關重要。
一、引言
隨著經濟發展和社會進步，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世界性的問題。為緩解能源危機與環境污染，大規模開發以太陽能、風能為代表的各類可再生能源是未來持續發展一種必然選擇。2011年5月發布的國標《光伏電站接入電網技術規定》，對光伏站的低電壓穿越能力、無功功率及電壓調節能力做了明確說明。SVG作為一種動態無功補償裝置，具備多種工作模式、優異的調節性能，在新能源電場發揮著重要作用。
二、光伏站對電力系統無功電壓的影響
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，接入電網的短路容量相對較低，大量的光伏電力通過高壓輸電遠距離外送，受天氣影響，隨機波動的有功出力影響到系統無功平衡特性，進而造成線路電壓大幅波動。同時，并網運行的光伏逆變器無功電壓支撐能力偏弱，造成電能質量超限或電壓失調的機率增加。
三、iSVG裝置介紹
高壓靜止無功發生器是柔性交流輸電技術（Flexible AC Transmission System，簡稱FACTS）的主要裝置之一，它代表著現階段電力系統無功補償技術新的發展方向。iSVG是以IGBT組成自換相橋式電路并聯在電網上，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出無功電流，實現動態無功補償。英威騰iSVG是當今無功補償領域最新技術的代表。iSVG 由接入系統的電壓源換流器構成，其無功電流可以快速地跟隨負荷無功電流的變化而變化，自動補償系統所需無功功率。
iSVG采用先進的鏈式拓撲結構，通過連接電抗器或變壓器并聯到電網上，不需要改變系統本來的接線，只需將無功補償發生器并入電網即可。以英威騰10kV高壓靜止無功發生器電抗器柜內方案為例，iSVG10kV裝置每相由12個裝置鏈節串聯組成，每個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側電壓及電流進行采集處理，通過KM2和KM1控制裝置并網，通過UDP/IP協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光伏發電工程位于山西，工程多采用240Wp多晶硅太陽能電池組件，每1MWp 作為一個發電單元，共有30個發電單元，總計安裝30MWp。項目投產發電后，預計年平均上網電量42365MWh，同燃煤電站采取相應環保治理措施后相比，每年可為國家節約標準煤為1.35萬噸，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境壓力有著重要意義。
光伏電站采用10kV/35kV升壓并網的模式，10KV側共6路光伏支線，SVG并聯在10kV母線回路，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功功率為控制目標，實現自動控制功能，根據項目提供的參數計算，該項目需要配置無功補償容量為±7.5MVar ,iSVG裝置可以實現感性無功到容性無功-7.5~7.5MVar范圍內連續快速調節，最終選擇iSVG-7M5-10-CT滿足項目要求。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化平臺中。自動化平臺與iSVG的通信采用標準MODBUS通信協議，通過后臺實現對iSVG裝置的電壓、電流、功率單元狀態信息的檢測，以及實現遠程調節裝置無功或電壓控制目標，如圖 3所示。
圖 3 iSVG自動化控制的實現
iSVG裝置以35kV母線電壓為控制目標，實時跟蹤電網電壓變化和無功功率變化情況，根據變化需求動態調節裝置無功出力。環翠山光伏電站以調度電壓命令為控制目標，要求光伏站總出線電壓跟隨調度電壓指令變化。在加入iSVG系列高壓靜止無功發生器后，電網電壓得到有效控制，從圖 3所示電壓曲線可以看出iSVG實時跟蹤給定目標電壓，對電網電壓進行調節，達到控制要求。
圖 4光伏站電壓調節曲線
五、結束語
太陽能發電以其清潔、總量豐富等特點，正逐漸成為最有發展前景和實用價值的替代能源。光伏發電中并網系統的電壓穩定性問題越來越值得關注，光伏發電并網系統的電壓穩定與否很大程度上決定著光伏發電的發展。具備快速、準確動態無功補償功能的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展具有深遠意義。
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