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(qū),施工人員在并網(wǎng)時發(fā)現(xiàn):電網(wǎng)電壓總是偏高,不僅引發(fā)經(jīng)常性的電壓故障報警,還導(dǎo)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(cè)給出解決方案,比如放寬保護電壓范圍(針對不同地區(qū),將出廠交流電壓放寬至160-300AC可調(diào))。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(wǎng)電壓過高,總會對一些家用電器造成損害。
應(yīng)該說,這類現(xiàn)象很常見,很多論壇帖子也對此做過專業(yè)技術(shù)分析,但依然有不少從業(yè)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(shè)計源頭避免以上情況發(fā)生。
我們都知道,光伏并網(wǎng)系統(tǒng)就是通過逆變器把直流電轉(zhuǎn)換成交流電,并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的過程。如果把電網(wǎng)比作大海,逆變器則可以看成是一條條細流,而并網(wǎng)就好比涓涓細流匯入大海,那一條條并網(wǎng)用的交流線纜就是匯流的河床。
對此,我們不妨做個類比:
在一些偏遠地區(qū)或弱電網(wǎng)區(qū)的并網(wǎng)發(fā)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(wǎng)(河流匯入大海)。但這無形中會引發(fā)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(zhí)行保護性停機;二是并網(wǎng)點變壓器容量較小(也就是“大海蓄水量不足”,這是很多地方限制并網(wǎng)容量在30%左右的原因),極易因電量超負荷上網(wǎng),抬高電網(wǎng)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(wǎng)電壓過高的兩個主要原因,即并網(wǎng)點容量偏小,負荷消耗能力不足,或電網(wǎng)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(guī)格,合理選擇并網(wǎng)點;二是增容變壓器,改善“蓄水能力”。其中,合理選擇并網(wǎng)點和增容變壓器都很容易理解,比如就近變壓器選擇并網(wǎng)點就是最常用并網(wǎng)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(guī)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(shè)備并網(wǎng)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(wǎng)偏壓,從而造成類似電網(wǎng)電壓過高的現(xiàn)象。因此,建議同一并網(wǎng)點多臺并網(wǎng)時,應(yīng)盡量使設(shè)備在三相上均勻分布 (如下圖)。
以上,旨在通過簡單類比,讓大家對電網(wǎng)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(shè)中,能夠在設(shè)計之初就規(guī)避這些可能的隱患,以提高設(shè)計效率,助力光伏扶貧。