為了滿足功率和諧波的要求，現在大多數廠家都選用三電平逆變器拓撲。今天我們將討論與光伏并網發電技術相關的關鍵問題:三層拓撲和中點電位平衡;電網孤島檢測;電網不平衡狀態下的運行方式;光伏系統低壓交叉。
01
三層拓撲和中點電位平衡
與閉鎖光伏并網系統相比，非閉鎖光伏并網系統由于不含低頻或高頻變壓器，體積小，重量輕，成本低，轉換功率先進，在國內外得到了廣泛的應用。然而，由于光伏陣列的面積很大，對地的寄生電容也很大。電力設備的高頻開關導致產生高頻共模電壓，在光伏板、逆變器、電網寄生電容組成的回路中形成高頻共模電流，也稱為泄漏電流。高頻泄漏電流不僅會給電網帶來傳導和輻射干擾，還會增加電流的諧波含量和系統損耗，甚至影響設備和人員的安全。因此，共模抑制已成為無阻擋光伏系統不可避免的問題。當人大三級拓撲的逆變器輸入端(這里指的類型我人大)是連接光伏陣列,寄生電容上的電壓的太陽能光伏陣列輸出端到地面是穩定的,并且沒有共模電壓問題,也就是說,沒有設備泄漏電流到地上,這提高了系統的安全性。
然而，二極管箝位的三電平拓撲存在一些問題。一是中間兩個開關器件的開關時間需要在兩端留下開關器件，導致同一橋臂上的開關器件丟失。二是中點電壓的波動。中點電壓的波動不僅會使輸出波形失真，而且會損壞開關設備，甚至影響系統的正常運行。
為了解決這些問題，其他拓撲，如ANPC和T-NPC，也得到了廣泛的應用。可靈敏調節功率損耗分布，有利于大功率場合的散熱規劃。但控制混亂，設備成本較高。拓撲的選擇取決于每個拓撲的方向和關注點，不可否認，存在兩級拓撲，并且沒有唯一確定的拓撲。
對于中點的潛在不平衡，一般分為低頻振動和電壓偏置。同時，當三電平逆變器連接到非線性負載時，其奇諧波電流和連接到線性負載時的負序電流輸出都會引起中點電位的低頻振動。當三電平逆變器連接到非線性負載時，電流的均勻諧波會引起中點電位的偏移。當連接直流母線的上、下電容的電壓誤差過大時，輸出電流波形失真率會增加，系統的低諧波含量也會增加。當然，當不平衡太嚴重時，可能會出現電源開關設備的故障。
02
電網島嶼檢測
目前孤島檢測方法可分為逆變側和電網側兩大類。同時，逆變器側檢測方法分為無源檢測和自動檢測兩種。
無源檢測是通過檢測共耦點的電壓幅值、頻率、相位、諧波含量等，看是否異常，判斷是否有孤島。該方法的優點是:對電網無干擾，不影響電能質量，僅利用現有的檢測參數進行區分，無需增加硬件成本;另外，當多個逆變器接入電網時，檢測效果不會發生變化。缺陷:閾值難以確定，檢測盲區大。主要用于負載頻率變化不大，逆變器輸出功率與本地負載不匹配的情況。
太陽能發電為了克服被動檢測方法的缺點，自動檢測方法被發展起來。自動檢測是指逆變器的輸出在運行過程中受到周期性的干擾。當電網正常運行時，由于電網的平衡作用，逆變器的輸出與電網的輸出保持一致，干擾量不產生影響。當電網斷開時，這些干擾會逐漸累積，直至超過電網連接規范的規定，從而檢測到電網故障。自動移頻法是最常用的自動島檢測方法，包括自動移頻法、三達移頻法、滑模移頻法等自動島檢測方法。
在電網側檢測方法也稱為遠程檢測方法，利用無線通信方法檢測斷路器的開關狀態。安裝在光伏系統一側的接收器接收從電網一側產生的載波信號，并根據信號的變化確定是否產生了孤島。當電網斷電時，將孤島狀態信號發送給并網逆變器，使其與電網斷開連接。該方法的優點:檢測準確可靠，無檢測盲點;適用于單、多逆變器的孤島檢測。其功能與光伏系統中的設備類型無關，不會干擾電網的正常運行。缺點:需要增加設備，完成成本高，操作混亂。
最后，島嶼檢測的目標是:越快越好。在消除檢測盲點的基礎上，可以最大限度地降低檢測方法對逆變器輸出功率質量的影響。
03
不平衡電網運行方式
分布式發電系統通常是一個弱電網。當電網電壓不平衡時，傳統的控制方案無法處理負序權，將影響并網逆變器在系統中的正常運行。為了保證逆變器在電網電壓不平衡的情況下能夠連續接入電網，需要對鎖相環進行優化和不平衡控制。
對于鎖相環，大多數的檢測方法都是基于不平衡電壓和諧波電壓，其中最常用的方法是濾波法和陷波法，這兩種方法都是為了消除次級權。一些論文還提出了延遲法，其基本原理是選擇對稱權值法和正、負序列特征分析方法來得到正、負序列權值，但延遲時間的引入限制了響應速度。
此外，當電網電壓不平衡時，并網逆變器負序電流和負序電壓的存在會在逆變器直流側造成二次紋波電流和紋波電壓，嚴重影響三相逆變器的運行功能。特別是當逆變器需要使用直流母線來完成最大功率輸出時，這種紋波引起的跟蹤誤差會影響逆變器的發電量，所以有必要在不平衡的情況下引入控制算法。常用的對稱重量分析方法可以基于瞬時功率平衡條件和消除變換器交流側正序、負序電流指令信號,但它的使用是負序旋轉坐標變換的程序指令,正弦電流二次使用PI調節設備的性能沒有辦法會影響到體系的操控功用。04
光伏體系的低電壓穿越
光伏體系的低電壓穿越功用是指在光伏并網點電壓下跌的時分，光伏逆變器可以堅持并網，乃至向電網供給必定的無功功率來支撐電網的康復，直到電網康復正常的作業狀況，然后"穿越"這個低電壓區域。
低電壓毛病會使傳統操控算法的光伏并網逆變器電網側電壓突降，溝通側和直流側存在瞬間功率不匹配，導致直流母線電壓突然添加，一起溝通側的并網電流也急劇增大。當電網下跌程度較深時，會形成直流母線電壓超越額定值，溝通電流超越額定值，一般這種狀況就采取停機維護了，但嚴峻時會導致功率開關器材因過流而燒毀。假如光伏并網體系的容量和慣例發電廠容量比較較小時，在電網產生毛病后，光伏并網體系可以選用脫網的方式來保證體系安全；假如兩者容量比較不能忽視時，在電網產生毛病后，光伏并網體系大規模脫網不只導致體系有功功率很多減少，還會添加整個體系康復的難度，一起還或許加劇毛病，乃至是大規模停電。
所以，各個國家針對光伏體系并網都會指定相關的規范，否則不允許并網。比如我國國家電網公司推出的《光伏電站接入電網技能規則》指出：①針對小型光伏電站應將光伏體系當作負載來看，在電網電壓產生異常時應盡快切除；②針對大中型光伏電站應將光伏體系當作電源來看，需求具備必定的接受電網頻率和電壓異常的能力，可以為堅持電網穩定性供給支撐，要具備必定的低電壓穿越能力。
今天的內容首要聊了光伏發電體系里面的幾個關鍵性的問題，并沒有展開聊詳細的細節，那個就太龐大了
上一篇：太陽能光伏小科普 下一篇：光伏工業是一個技能和資本密集型工業不能松懈