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光伏系统逆功率保护的基本原理
日期:2015-04-30   [复制链接]
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图3 电流互感器规范接法时的一次电流、二次电流流向和端子标志说明
 
如果互感器的一次回路接反,即一次侧L2流进,L1流出,即使二次接法正确,但电流方向正好是相反了,如果互感器二次回路接反,检测到的电流大小虽然不变,但相对于正常情况,因为参考的电路方向固定不变,而测量电流极性与正常时相反,所以电流流向也会相反,相位上会相差180度,会带来防逆流控制的判断带来误动作,也就是说即使光伏发电功率小于负载使用功率,防逆流控制器也会错误地判断系统中有逆流发生。

就好比我们使用电流互感器在接电流表的时候,接反了电度表会反转,原因在于功率表内部的功率测量,需要包括功率因数,而功率因数是电压和电流的相位差的余弦。因此,当电流相位接反时,电流相位角与原来差180度,从而使电压和电流的相位差差了180度,致使得出的功率变成了负值,如果互感器一次线接反,只要将二次的S1和S2反接就可以了。

3.非智能式防逆流控制过程

光伏电站接入电网技术规定》要求:光伏电站设计为不可逆并网方式时,应配置逆功率保护设备,当检测到逆向电流超过额定输出的5%时,光伏电站应在0.5-2s内停止向电网送电。以实际工程上的100kW屋顶光伏项目为例,该系统其主要特点为交流配电柜内防逆流控制,控制方式为直接操作接触器断开光伏侧,当光伏发电功率大于负载功率,光伏电会往电网上送,但此时防逆流控制一旦检测电网处有逆功率,防逆流控制器发送信号给接触器,接触器自动断开,逆变器因为与电网断开将停止工作,此时负载只由电网供给,同时防逆流柜内的时间继电器开始计时,如设置时间为10分钟,即10分钟后防逆流控制器监测电网测有无逆流,若没有逆流,接触器自动吸合。在使用防逆流控制器时,需要对参数按照规范设置,逆向电流保护设定范围为1%-20%连续可调,以1%=0.05A为基准,即1%=0.05A,20%=1A,5%为0.25A。控制器的延时动作时间最大为2s,即需要在2s内断开接触器。因此非智能化防逆流系统的正常工作条件是:接触器吸合,未断开,逆变器与电网没有断开,光伏发电功率始终小于等于负载功率。

4.非智能式防逆流控制系统对发电量的影响

上文主要介绍了非智能式防逆流控制的基本原理,虽然比较简单,对于日用电非均衡负载,很难协调太阳电池组件发电量与负载需求间的匹配关系,很难满足光伏给负载供电的连续性,而对于日用电均衡负载,例如某工厂由于使用制冷电器和电暖设备,夏冬季的负载电量需求多于春秋季,如果系统容量按照满足夏冬季的用电设计,在春秋季势必会产生多余的电量,被防逆流控制完全切断逆变器的输出,会导致光伏发电量大大浪费,因此对非智能式防逆流控制还需要做些改进,目前的一般做法是使用智能式控制方法,通过与逆变器进行RS485通讯,降低逆变器的功率输出,并和负载进行匹配。
 
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来源:《光能》杂志作者:陈建国
 
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