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光伏2019 继续常见问题——电网电压超限
+ 发布时间:2019-03-26

小固以从南走到北,从白走到黑的项目现场经验,很负责任地告诉大家,电网电压超限(Vac Failure)这个困扰了全世界光伏人民10多年的问题,在电网规模持续壮大,电压等级不断升级的今天,在9012的今天,仍然盘踞在光伏电站稳定运行之路上!

小固本文,将通过分析电压超限的原因、对应解决方案、实际案例分析,力求助你彻底解决电网电压超限问题。

电压超限产生的原因

那么,是什么原因,让这个问题成为“噬元兽”般的存在?


37日 摄于苏州 通安


在光伏应用领域,根据安规要求,并网逆变器必须要在规定的电网电压范围内工作,并能实时检测且与电网电压同步,若该电压值超出安规要求范围,逆变器必须跳脱,以停止工作,来确保设备和操作人员安全。(中国安规电压范围—187V~242V)

也就是说,逆变器是被动跳脱,意图是实施保护。是什么原因让逆变器感觉到了危险?



简单来说,不外乎以下三个原因:

网点电压本身偏高;

电网电压正常,交流侧电压过高;

逆变器故障。

下文将逐一探讨对应解决方案。


网点电压本身偏高

电网处于待升级阶段,并网点电压本身偏高。比如农村弱电网电压、频率不稳定、多个分布式光伏系统同时并入电网,导致多机并联进而引起的谐振、电压抬升,以及更加复杂的负载情况。关于“谐振”你可以查看小固这篇文章《当光伏扶贫遇上农村弱电网》。

又或者变压器距离并网点较远,也会出现并网点电压偏高的情况,导致逆变器报电网电压过高而脱网。在逆变器具备“过压降载”功能后,不再继续报Vac,但是有可能出现重连的情况。



或表现为:电站一直运营良好,某天突然不发电了,电站路线正常。原来是由于同村新增了多个电站,导致并网点电压抬高,逆变器也会报电压超限。

解决方案:希望能够由电网公司拓宽传输线路,提升变压器容量。降低变压器档位。

网点电压本身偏高,是光伏应用中遇到Vac问题最本质的原因。


交流侧电压过高

根据公式U=I*R,I抬升,压降△U迅速抬升,导致U迅速升高。当电压U超过安规电压范围时,逆变器停止并网并产生报错。即“高功率输出->大电流输出->高的电压抬升”。

U=I*R ——> U↑= I↑ * R↑

而电阻R值与线材长度和线材材质有关。

另外,逆变器至电网并网点之间的线缆过细、过长或者存在缠绕,都有可能导致逆变器报电网电压超限,需检查线路接线情况。

先检查配电箱、机器电压、逆变器显示电压是否一致;

不一致则再检查接线(虚接等);

检查零线对地是否带电(电网带电情况)。

解决方案

为光伏电站选择合适线径的电缆,减少线损;(传送门:如何为光伏电站选择合适的电缆)

检查逆变器到并网点之间的线缆接线情况;

另外确认线路是否存在过长或者缠绕,以缩短逆变器到并网点的距离,减少线损;如:

1.项目中只有一台逆变器,尽量避免逆变器到并网点的距离大于80m。

2.项目中有多台机器时,可以逆变器交流汇流后,选择线径较大的线缆。

§  临时方案—跟逆变器厂家沟通,并得到电网公司许可后,修改逆变器默认的安规电压范围。


案例分析

案例一 常规故障

山东地区一台10kW逆变器报电网电压超限故障



处理结果:现场发现逆变器侧没有接地,实测零地电压为5.8~9.0V,把配电箱里的接地排进行接地处理,测得零地电压维持在0.001V,机器重启正常。

案例二 电线杆上安刀闸

河北多地出现一个有趣的问题,供电局在并网点末端(户外电线杆上)加装了刀闸,风吹日晒年久失修,同样导致逆变器报vac.

小固走访发现其中一户20K 机器报电压超限是机器交流端地线没有单独制作,零地12V电压短接后机器正常工作。其余几户是配电箱电器烧毁或电表欠费出现的电网断电现象,更换或交费后正常工作。


逆变器故障

这种情况虽然少见,若经过排查上述问题未果,则应考虑逆变器故障。及时联系售后。

广东茂名一台10kW机器报电网电压超限



处理结果:机器显示的电网电压跟实测不符,判断控制板损坏,现场进行更换。



另外,电网零线带电,还会引起逆变器采样不准,报各种各样的故障(电压超限等)。


结语

针对电网电压超限,电网改造可能是重点;逆变器到并网点传输线路加粗是不错的方案;根据电网电压情况适当调整逆变器的输出电压范围是最后手段。


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