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1、光伏发电站低电压穿越检测技术规程目次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 检测目的25 检测条件26 检测设备27 检测方法38 数据处理49 检测报告4附录 A（资料性附录）检测记录6附录 B（规范性附录）有功功率、无功功率和电压测量8附录 C（规范性附录）无功电流注入的判定及计算方法10I光伏发电站低电压穿越检测技术规程1 范围本标准规定了光伏发电站低电压穿越相关能力的检测目的、检测条件、检测设备、检测方法等。本标准适用于通过35kV及以上电压等级并网，以及通过10kV电压等级与公共电网连接的新建、扩建和改建的光伏发电站。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不
2、可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 19964-2011 光伏发电站接入电力系统技术规定3 术语和定义3.1光伏发电站 photovolatic(PV) power station利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，一般包含变压器、逆变 器和光伏方阵，以及相关的辅助设置等。3.2并网点 point of interconnection(POI)对于有升压站的光伏发电站，指升压站高压侧母线或节点，对于无升压站的光伏发电站，指光伏发 电站的输出汇总点。3.3光伏发电
3、单元 photovoltaic(PV) power unit光伏发电站中，一定数量的光伏组件通过串并联方式，通过直流汇流箱和直流配电柜多级汇集，经 光伏逆变器与单元升压变压器一次升压成符合电网频率和电压要求的电源。3.4低电压穿越 low voltage ride through(LVRT)当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内， 光伏发电站能够保证不脱网连续运行。3.5光伏发电单元额定功率 rated power10在额定运行条件(辐照度为1000W/m2,光谱分布为AM1.5，组件温度为25)下，光伏发电单元产生的功率。注：光伏发电单元额定功率
4、是一个评估值，评估时综合考虑组件修正系数、光伏方阵倾角和方位角修正系数、光照利用率、逆变器效率、集电线路和升压变损耗系数、光伏组件转换效率修正系数等相关因素。4 检测目的验证光伏发电站低电压穿越能力是否符合GB/T 19964-2011中第8章关于低电压穿越能力的要求。检测通过对典型的光伏发电单元低电压穿越能力进行检测，对所得数据进行模型校验，对整个光伏发电站 低电压穿越能力进行评估。5 检测条件a) 光伏发电站按照相关标准通过竣工验收，具备相关资质单位出具的项目验收合格报告；b) 光伏发电站并网运行连续无故障时间达一周以上，具备连续一周的并网运行记录；c) 光伏发电站各设备处于正常运行状态。
5、6 检测设备6.1 电压跌落发生装置基本要求检测装置应使用图1中的装置来实现，该装置安装在电网和光伏发电单元之间，电压跌落通过无源电抗器接地短路或相间短路来实现。图 1低电压穿越检测装置图1中X1为限流电抗，用于限制电压跌落对电网及光伏发电站内其他光伏发电单元的影响；X2为短路电抗。检测时，断开开关S1，闭合开关S2，可模拟电网故障时的电压跌落。限流电抗和短路电抗均可调，通过调节电抗可以在A点产生不同深度的电压跌落。检测设备电压跌落点应至少为5个，电压跌落点应包含0%且在025%、2550%、5075%、7590%四个区间均有分布。各电抗器电抗值与电阻值之比（X/R）应至少大于10，A点三相对
6、称短路容量应为被测光伏发电单元 的3倍以上。装置应能精确控制开关S2闭合及断开时间，模拟电网三相对称电压跌落、相间电压跌落和单相电压跌落，开关宜使用机械断路器或电力电子开关。6.2 其他要求检测设备精度应至少满足表1的要求，数据采集装置的采样频率应不小于为10kHz。表 1测量设备精度要求设备精度电压互感器0.5级电流互感器0.5级数据采集系统0.2级7 检测方法7.1 检测准备进行低电压穿越测试前，光伏发电单元的逆变器应工作在与实际投入运行时一致的控制模式下。按 照图 2 连接光伏发电单元、低电压穿越检测装置以及其他相关设备。检测共选取 5 个跌落点，其中应包含 0%Un 跌落点，其他各点在
7、(0%25%)Un、(25%50%)Un、(50% 75%)Un、(75%90%)Un 四个区间内随机抽取，并按照 GB/T 19964-2011 第 8 章的要求确定跌落时间。图 2低电压穿越能力检测示意图7.2 空载测试a) 确定被测光伏发电单元各设备处于停运状态；b) 调节接地电抗 X2 的拓扑结构，模拟电压三相对称跌落和两相不对称电压跌落，电压跌落点为7.1 选取的 5 个跌落点；c) 设置检测装置开关 S1、S2 模拟电网三相对称跌落和两相不对称跌落；d) 测量并调整检测装置参数，使得 A 点电压跌落幅值和跌落时间的精度满足图 3 的要求。图 3电压跌落容差7.3 负载测试在空载测试
8、结果满足要求的情况下，可进行低电压穿越负载测试。负载测试时限流电抗及短路电抗 阻值应与空载测试保持一致。a) 将光伏发电单元通过检测装置接入电网投入运行；b) 光伏发电单元分别在 0.1Pn0.3Pn 和不小于 0.9Pn 两种工况下进行检测，Pn 为被测光伏发电单 元额定功率；c) 控制检测装置开关 S1、S2 进行三相对称电压跌落；d) 在升压变压器高压侧和低压侧分别通过数据采集装置记录被测光伏发电单元电压和电流的波 形，记录应包含电压跌落前 10s 到电压恢复正常后 6s 之内的数据；e) 调节检测装置进行两相不对称电压跌落，重复步骤 a)-d)。8 数据处理附录 B 给出了光伏发电单元
9、低电压穿越检测的有功功率、无功功率和电压的推荐计算方法。空载检测及负载检测结束后，按照附录 B 推荐方法对检测数据进行处理。对于空载测试，应记录光伏发电单元升压变压器高压侧及低压侧电压曲线。对于负载测试，经过分析处理后应得到以下曲线：光伏发电单元升压变压器高压侧和低压侧线电压基波正序分量曲线；光伏发电单元升压变压器高压侧和低压侧有功电流基波正序分量曲线；光伏发电单元升压变压器高压侧和低压侧无功电流基波正序分量曲线；光伏发电单元升压变压器高压侧和低压侧有功功率基波正序分量曲线；光伏发电单元升压变压器高压侧和低压侧无功功率基波正序分量曲线。9 检测报告9.1 检测结果文档内容检测结果应记录并包括以
10、下内容：a) 被测光伏发电站、光伏发电单元的规格参数；b) 现场检测环境参数；c) 被测光伏发电单元的检测结果；d) 其他相关内容；检测结果应能够重复验证。在现场将各项检测结果如实记入原始记录表，原始记录表应有检测人员、 校核人员和技术负责人签名。原始记录表应作为用户档案保存两年。9.2 检测报告检测报告包含光伏发电站基本情况表、低电压穿越检测记录表、低电压穿越检测记录曲线。详见附 录A。附录A（资料性附录） 检测记录A.1 光伏发电站基本情况表 A.1光伏发电站基本情况表（示例）检测机构电站名称电站业主建设地址电站地理位置信息经度纬度海拔电站基本信息占地面积装机容量额定功率无功配置组件类型组
11、件型号逆变器型号气候信息年均日照强度年均日照小时数年峰值日照小时数夏季平均气温冬季平均气温A.2 低电压穿越能力检测表 A.2低电压穿越检测信息表（示例）光伏发电单元信息装机容量额定功率低电压穿越实验故障类型三相对称跌落两相不对称跌落序号No.1212日期Date时间Time被测单元并网点电压U（kV）被测单元输出功率P（kW）跌落时间t(ms)电压跌落比U/Un(%)有功恢复速度(%)/(s)无功电流响应时间t(ms)无功电流IT(A)附录B（规范性附录）有功功率、无功功率和电压测量本附录给出了基于瞬时电压及电流测量值计算基波正序分量的有功功率、无功功率、有功电流、无 功电流和电压的推荐方法
12、。测量电压及电流的基波正序分量时需要高采样速率的多通道数据记录仪。为防止出现相位误差，所 有输入电压及电流，模拟抗混叠滤波器（低通滤波器）应具有相同的频率响应。此外，基波频率下由抗 混叠滤波器引起的幅值误差可以忽略不计。测量相电压及相电流后，首先计算一个基波周期内基波分量的傅里叶系数。（这里仅给出 a 相电压ua 的计算等式，其他相电压及电流的计算方法类似）式中：f1 基波频率其基波相电压有效值为：u= 2a,cosTu= 2a,sinTt ua (t) cos(2pf1t)dt (B.1)t -Ttua (t)sin(2pf1t)dt (B.2)t -TUa1 = a,cosa,sin2u2
13、+ u2. (B.3)利用下式计算基波正序分量的电压及电流矢量分量：u1+,cosu= 1 2u 6= 1 2ua,cos- ub,cos- u- uc,cos - u-3(u3(uc,sin- ub,sin )- u). (B.4)1+,sin6a,sinb,sinc,sinc,cosb,cos. (B.5)i= 1 2i- i- i-3(i- i)1+,cos6a,cosb,cosc,cosc,sinb,sin.(B.6)i= 1 2i- i- i-3(i- i)1+,sin6a,sinb,sinc,sinc,cosb,cos. (B.7)则基波正序分量的有功功率和无功功率为：P = 3
14、ui+ ui)1+21+,cos 1+cos1+,sin 1+sin.(B.8)Q= 3 ui- ui)(B.9)1+21+,cos sin1+,sin 1+cos32(u+ u221+,sin1+,cos)基波正序分量的线电压有效值为：U1+ =. (B.10)基波正序分量的有功电流及无功电流有效值为：IP1+ =IQ1+ =P1+3U1+3U1+Q1+.(B.11).(B.12)基波正序分量的功率因数为：cosy1 =P1+P2 + Q21+1+.(B.13)附录C（规范性附录）无功电流注入的判定及计算方法图 C.1 为电压跌落期间光伏发电单元无功电流注入的判定方法示意图。图中各参数的含义
15、如下： IQ无功电流注入参考值的 90%；Iq(t)电压跌落期间光伏发电单元无功电流曲线； t0电压跌落开始时刻；tr1电压跌落期间光伏发电单元无功电流注入持续大于 IQ 的起始时刻； tr2电压跌落期间光伏发电单元无功电流注入持续大于 IQ 的结束时刻； Udip光伏发电单元输出端电压与额定电压比值；图 C.1无功电流注入判定方法示意图参照图 C.1，可以得出电压跌落期间光伏发电单元无功电流注入的相关特性参数如下： 无功电流输出响应时间：tres = tr1 - tr 0(C.1)无功电流注入持续时间：tlast = tr 2 - tr1(C.2)无功电流注入有效值：tr 2 II = tr1 q(t)dt.(C.3)t- tqr 2r1