两级式光伏系统的低电压穿越控制技术

探究光伏发电的低电压穿越技术摘要：光伏并网容量比重的持续增加，给电力系统的安全性和稳定性产生了一定影响,特别是在电网电压跌落时，光伏电站低电压穿越能力也有所降低。

对此，需要将低电压穿越技术在光伏发电当中进行有效应用，从而有效维持光伏发电系统的安全稳定运行。

本文针对光伏发电的低电压穿越技术进行分析，探讨了光伏系统及低电压穿越要求，并提出具体的光伏系统低电压穿越方案，希望能够为相关工作人员提供一些参考和借鉴。

关键词：光伏发电；低电压穿越技术；无功补偿；应用方案太阳能作为一种重要的清洁可再生资源，受到了各个国家的高度重视。

我国光伏发电行业的发展时间相对较短，但随着相关法律法规和政策的不断出台，光伏发电产业的整体发展水平也得到了显著提升。

当新能源并网容量扩大后，对电力系统的安全运行也产生了一定影响。

当电网电压发生跌落时，光伏系统将会发生脱网现象，进而导致电网运行风险有所增大，严重情况下甚至会造成电网崩溃。

因此，为了使新能源在电网当中接入的可靠性得到提升，需要对低电压穿越技术进行合理应用。

一、光伏系统及低电压穿越要求（一）光伏系统理论分析太阳能光伏发电主要利用光生伏特效应，可以通过太阳能电池板对太阳光子进行吸收，并将其转换为电能。

对于太阳能光伏阵列所输出的直流电，在经过逆变器的转换后，可以形成符合规定的交流电，通过变压器或直接接入到电网当中。

光伏系统具体包括DC/AC系统、光伏电池系统、连接装置、储能系统等组成部分。

具体来说，光伏电池系统可以通过光伏电池对光能进行吸收，使其转化成相应的直流电。

而DC/AC系统可以通过逆变器将电能转化成交流电，控制系统可以为系统提供具体的控制信号，连接装置则可以使光伏电站并网问题得到解决。

储能系统可以有效存储太阳电池组件产生的电能，从而在负载需求增大时有效提供电能[1]。

（二）光伏电站并网低电压穿越要求光伏电站并网的低电压穿越技术主要是指在光伏并网电压出现跌落时，光伏电站仍能持续并网，而且还可以通过向电网提供无功功率，从而使电压得到恢复，最终促进电网的恢复，对低电压时间区域进行“穿越”。

基于超级电容储能的光伏并网低电压穿越研究舒大松;黄挚雄;康伦;陈世明【摘要】采用超级电容储能配合光伏并网系统实现其低电压穿越功能,在电网电压跌落时,并网逆变器直接功率控制(DPC)的有功参考根据电网电压跌落程度进行给定,同时通过控制双向DC/DC变换器将直流母线侧多余能量存储于超级电容,以平衡逆变器两侧的功率,维持直流母线电压稳定.最后通过仿真验证了采用超级电容储能的协调控制方案的有效性和可行性.【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(041)008【总页数】5页(P60-64)【关键词】光伏发电系统;超级电容;双向DC/DC变换器;直接功率控制(DPC);低电压穿越(LVRT)【作者】舒大松;黄挚雄;康伦;陈世明【作者单位】中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075;湖南广播电视大学机电工程系,湖南长沙410004;中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075;中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075;中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】TM615随着光伏发电并网系统渗透率不断加大，对局部电网安全稳定运行的影响也越大，这就给光伏发电的并网运行带来了更大的挑战[1－3]；当电网发生短时故障时，如果大量的光伏发电系统脱离电网会影响到电网的稳定运行，严重的还可能使局部电网崩溃，造成较大面积供电中断，由此电网规定了光伏发电系统并网要具备一定的低电压穿越（LVRT）能力[4].目前借鉴于风力发电低电压穿越标准，许多新能源发电技术较发达的国家针对光伏并网系统也提出了相应的低电压穿越准则，定量地规定了电网电压跌落时光伏发电系统脱网的条件，以及电压恢复后有功功率的恢复速率，同时在电网电压跌落过程中需提供一定的无功功率以支撑电压恢复.介于中国光伏发电容量逐年增大，国家电网公司制定了光伏并网系统低电压穿越的标准，要求并网点电压跌落至20%额定电压时光伏发电系统保持并网运行625ms不脱网.本文针对实现光伏并网系统的低电压穿越能力，通过借鉴风力发电中的低电压穿越技术，提出了一种基于超级电容储能的光伏发电系统低电压穿越技术方案，同时光伏并网逆变器采用直接功率控制，保证控制的快速性；当电网电压发生跌落时，通过控制双向DC／DC投入超级电容平衡逆变器两端功率[5－11]，同时与并网逆变器的控制相协调，稳定住直流母线电压，使得并网输出电流不过流，并且改进并网控制策略，根据电压跌落深度发出一定无功功率以有助于电网电压恢复，最后通过仿真分析可知，与常规控制策略相比，采用改进控制策略能够实现光伏并网系统的低电压穿越功能.1 系统拓扑与数学建模1.1 光伏并网系统结构如图1所示，两级式光伏并网发电系统包括光伏阵列、Boost电路、并网逆变器、L型滤波器以及隔离变压器，同时超级电容通过双向DC／DC变换器与系统的直流侧母线并联.图1 带超级电容器的光伏并网系统框图Fig.1 Block diagram of PV system with super capacitor1.2 L型并网逆变器数学模型L型并网逆变器如图2所示，在三相平衡情况下列出A，B，C三相状态方程为：在dq两相旋转坐标系下可表示为：式中：下标g表示并网侧量；r1和L1分别为进线电阻和电感；ωn为与电网频率同步的角速度；ugq的值为零.由此可知，流过并网逆变器的有功功率和无功功率可以表示为：图2 双向DC／DC变换器与并网逆变器协调控制框图Fig.2 Control system block diagram of the bi－directional DC－DC converter and the grid side converter1.3 直流母线侧数学模型对于光伏并网逆变器的直流侧，其直流侧电容存储的能量可表示为：忽略发电系统转换功率的损失，设两级式光伏并网系统由Boost变换器流向直流侧的功率为PPV，从直流侧流向并网侧的功率为Pg，同时直流侧流向超级电容的功率为Psc，则流向直流侧电容的功率有：1.4 超级电容器等效数学模型超级电容突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长以及工作温度范围宽，比较适合短时充放电，基于上述优点可以很好地满足当电网发生故障时对功率平衡控制的要求.由于受分布参数的影响，超级电容的精确模型较复杂，由一个理想电容和一等效串联电阻组成.超级电容一般单体电压较低（2.5～2.7V），因此储能单元由多个超级电容单体串并联组成以满足容量需求，本文由一个理想大电容代替；考虑到存储能量和功率传输两方面要求，储能总容量可表示为[9]：式中：N为超级电容单体个数；Cunit为单体容量大小；Vmax为超级电容耐压最大值；Vmin为其允许的最低电压值；Esc为电网电压跌落时所需吸收的能量.大放电流情况时由于超级电容串联等效电阻影响，根据最大功率传输定律可得到其最大吸收功率为：超级电容充电到最大电压Vmax时，仍能保持额定功率充电，Vmax则需要满足：将式（8）代入式（6）可得N的限制条件为：2 基于超级电容的双向DC／DC变换器与逆变器的协调控制为解决直流母线电压过压与并网输出电流过流的矛盾，满足在电网电压发生跌落时，能够同时达到符合要求的性能指标，则需在光伏并网发电系统的直流母线侧并联一个储能装置，以便在电网电压跌落时平衡并网逆变器两侧的功率，使得直流母线电压稳定且并网输出电流不超过限定值，从而有利于光伏并网低电压穿越功能的实现. 本文主要研究在低电压穿越过程中直流母线电压过压、系统动态无功支撑和并网输出电流过流的问题，当系统工作在额定功率状态时，电网电压发生较严重的三相对称跌落，为使并网输出电流不过流，根据电网电压跌落程度相应减小并网输出功率Pinv，若忽略变流器的功率损耗，直流母线电压的动态方程为：在故障过程中，由超级电容储能系统代替并网逆变器对直流母线电压进行控制，为平衡并网逆变器2侧功率，吸收直流侧剩余功率Ps，保持直流母线电压稳定；而并网逆变器通过直接功率控制（DPC）可以更加快速准确地控制并网输出功率，其并网逆变器的控制包括常规控制器和故障控制器2种，根据电压跌落来进行切换.图2为双向DC／DC变换器与网侧变换器协调控制框图.2.1 双向DC／DC变换器控制在故障过程中，并网逆变器控制很难有效控制直流侧母线电压，严重时会使直流母线电压过压，击穿直流侧母线电容；而超级电容不会受电网电压变化的影响，通过双向DC／DC变换器对超级电容充放电的控制能有效地稳定直流母线侧电压.本文双向DC／DC变换器采用电压电流双环控制，由于电压跌落引起并网逆变器两端功率不平衡，从而使直流母线电压升压，当电压值超过参考值时，变换器工作在Buck模式下，对超级电容进行充电，功率由直流侧流向超级电容，从而稳定住直流母线侧电压.图3为变换器双环控制框图.图3 双向DC／DC变换器控制框图Fig.3 Control system block diagram of the bi－directional DC／DC converter2.2 并网逆变器控制并网逆变器控制采用直接功率控制策略[1 2－13]，能够在电网电压发生跌落时，快速有效地对功率进行控制，且控制策略结构简单易行.图4为并网逆变器的控制流程图，根据电网电压的变化，进行常规控制器和故障控制器的切换.当电网电压发生三相对称跌落时，需要光伏发电系统向电网提供动态无功功率补偿，以有利于电网电压恢复，此时，并网逆变器切换到故障控制方式，同时直流母线电压由如图3所示储能系统控制，不仅根据电网电压跌落深度发出相应的有功功率，同时考虑到并网逆变器可工作于1.1倍的视在功率[1 4]，由此可计算出所能提供的无功功率[1 5].在电压跌落检测中，本文采用的方法是dq分解法[1 6]，将三相静止坐标系中的a，b，c三相电压转换到dq轴坐标系中，其表达式为：经dq变换后的电压表达式为：具体算法由图5所示模块实现.图4 并网逆变器控制过程框图Fig.4 Control block diagram of the PV invertor 图5 电压跌落检测模块Fig.5 Voltage sag detection module由式（11）可知：若设正常电网电压幅值为Ug，则电压跌落深度可表示为：式（14）中的K表示跌落电压幅值U与正常电压幅值Ug之比，由此可得出故障状态时并网逆变器有功功率给定值为P′PV，其表达式为：在提供有功支撑的同时，还需为系统提供无功补偿，以有利于电网电压恢复，而提供的无功功率又受到逆变器容量限制，可工作于1.1倍视在功率下，则由下式可计算出提供的无功功率：由式（14）可知，电压跌落时K值小于1，又根据电网关于低电压穿越的规定，K 值应大于0.2，所以K值的取值为0.2≤K≤1.再由式（15）可知此时给定功率P′PV 小于跌落前给定值PPV，那么由式（16）可知剩余的功率通过双向变换器的控制流入超级电容，以维持逆变器两端功率平衡，实现其低电压穿越功能.3 仿真分析为验证本文提出的基于超级电容储能的光伏并网系统能有效地提高低电压穿越能力的可行性，在Matlab／Simulink仿真软件平台搭建容量为1.5 kW带超级电容的光伏并网发电系统模型，其MPPT采用扰动观察法，设定直流母线电压400V，限制电压700V，直流支撑电容90μF，滤波电感为35mH，超级电容为3.5F，并网输出的限定电流1.1pu.本文主要研究了对电压危害最大的三相短路故障情况，设置在t＝0.3s时发生电压跌落故障.图6为带超级电容储能系统的仿真结果.图6 带储能系统的改进控制方案仿真结果Fig.6 The simulation results of LVRT control scheme based on super capacitor storage由图6可知，图6（a）中电网电压跌落时，其并网电压也发生相应跌落，而并网输出电流在此阶段有所上升但未超出限定电流1.1pu，因此不会因为过流损坏逆变器或使断路器关断.图6（b）中反映在刚进入此阶段和恢复正常状态时有少许波动，而在整个故障过程中直流电压保持在参考电压附近.图6（c）可看出在电压跌落期间系统发出有功无功的变化，发出的有功功率相应减小，同时发出了一定的无功功率.由图6（d）可发现，在此阶段，并联于直流母线的超级电容端电压变化情况，其端电压一直升高，直流侧对超级电容充电.由图6（e）可知，在电压跌落期间，单相并网电压与并网电流的关系，它们之间存在一定的相位差，由此可知不仅发出有功而且发出了一定的无功功率.4 结论本文针对光伏并网系统在电网电压发生三相对称跌落时的低电压穿越过程进行研究，对其主电路光伏并网逆变器采用直接功率控制，快速有效地控制其功率的输出，对并联于直流母线上的双向DC／DC变换器采用双环控制，准确有效地抑制直流母线电压升高，稳定住直流母线电压.在系统完成低电压穿越过程中，通过对并网逆变器和双向DC／DC变换器的协同控制，使并网输出电流不越限，直流母线电压不过压，同时不仅为电网提供有功功率支撑，并且还会发出一定的无功，给电网提供无功补偿，有助于电网电压恢复，从而最终实现光伏并网系统的低电压穿越功能. 参考文献[1] TAN Y T，KIRSCHEN D S.Impact on the power system of a large penetration of photovoltaic generation[J].Power Engineering Society General 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第42卷第6期2020年12月黑龙江电力Heilongjiang Electric PowerVol.42Nn6Dec.2020D01：10.13625/ki.hljec-2222.06.002光伏并网系统低电压穿越控制策略研究郭殿林，李勇超，李凯飞(黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨15/022)摘要:在分析二极管箝位式(NPC)逆变器的基础上,建立其dq坐标下的数学模型，设计了具有电压前馈环节的电压平方外环电流内环的双闭环的控制策略，实现正常电网情况下的光伏并网控制。

针对电网电压跌落的情况，采用了双二阶广义积分的锁相环进行电压跌落检测，该方法保证了对电网跌落深度的有效检测，基于跌落的深度设计了无功支撑的控制策略对跌落电压进行控制而达到不脱网运行的目的。

仿真结果表明，当电网发生对称和不对称电压跌落时,能够对跌落电压进行检测并控制,使系统具有低电压穿越能力，提高了系统的适应性和稳定性。

关键词:NPC；光伏并网系统;无功支撑;低电压穿越中图分类号：TM464文献标志码：A文章编号:2095-6843(2020)06-0474-06Study on low voltage ride-through control strategy ingrid-connected photevvltaio systemGUO Dianlia，LI Yongchan,LI Kaifci(School of Electricai and Conrioi Engineering，Heilongjiang University of Science and Techkolicy，Harbin15/022,China) Abstract:BaseC on trie analysii of diole geetrai poigt clampee(NPC)igvebes，trie matriematicei molel in dq ce-orbinate is estaniishee，ang trie donbie closee-loon controO starigy of ontes voltaye square loop ang inges enrreet loop witri voltaye feee-foraarb ling is dciarvC ri realize trie gan-congectee pPotovoltaic ccp I to-unges normdl gbn congitiont.Aiming at trie presecce of power griC voltaae sdg,donbie secong-crbes yeceralizeC inteerai pPase-locheC loop it dnopriC to detect trie voltage sdg，trie metrioO ecseret trie effective detection of sdg depth in powes gaCt. According to trie saa depth，trie ceptrol sridrigy of reactive powes suppon is desiagep to control trie voltage saa,se as to 100x6trie puaose of gan-cepgected opeatiog.Simulatiop resqltt show triat w O cp symmetricht ang dsymmeri acan voltaee say occnrs in powes gag，trie say voltaee cog be detecteC ang controlleC，mles trie system eave trie agility of low voltaee ane trironpe ang improvv trie aVagtaVility ang stagility of trie system.Key worOt:NPC;gan-congecteC photovoltam system；reactive powea suppoa;low voltaee ad trironpe0引言近年来，随着全球环境污染问题和化石能源危机的不断加剧，太阳能等清洁可再生能源受到了越来越多关注，光伏发电产业得到了快速发展［1-2］0为了保障并网系统以及整个电网的安全稳定运行,各个国家都会根据本国的国情对光伏电站低电压穿越做出具体的要求。

光伏建筑中的逆变器低电压穿越方法刘桂花;刘树刚;焦伟华;李德波【摘要】为提高光伏建筑一体化建设中光伏逆变器应对电网电压跌落的能力,提升建筑供电可靠性,本文以单相光伏并网逆变器为研究对象,提出恒定峰值电流控制的逆变器低电压穿越方法,实验结果表明该控制方法在电网电压不同跌落程度下具有较好的控制效果.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2017(039)002【总页数】3页(P110-112)【关键词】光伏建筑一体化;逆变器;低电压穿越【作者】刘桂花;刘树刚;焦伟华;李德波【作者单位】哈尔滨工业大学,哈尔滨150001;日照发达实业有限公司,山东日照276800;日照发达实业有限公司,山东日照276800;日照发达实业有限公司,山东日照276800【正文语种】中文【中图分类】TU852光伏建筑一体化是指将光伏发电系统与建筑相结合，利用太阳能发电来提供建筑自身用电，当光伏发电系统采用并网方式时，多余能量还可馈送给电网;该技术一般利用建筑屋顶或墙面来收集太阳能，不占用土地面积，是实现建筑节能的重要方法之一。

当建筑中的光伏发电系统与电网相连时，电网若出现短时电压跌落容易导致光伏并网逆变器解列，给建筑物中的重要负载和电网稳定运行带来不利影响。

为此，越来越多的国家在光伏并网标准中增加了对低电压穿越的相关要求［1，2］。

即:当电网发生短时故障导致电网电压跌落时，光伏并网逆变器在规定的时间内必须保持继续并网运行不脱网，同时这期间逆变器应当向电网注入无功以帮助电网恢复正常运行。

低电压穿越问题有两个方面:增加硬件装置和基于软件控制的方法。

增加硬件装置方法有:在直流侧增加耗能电路［3］、卸荷电路［4］和储能装置［5］;交流侧增加无功补偿装置［6］;在故障点处串联动态制动电阻［7］等。

软件控制方法:控制前级Boost电路防止直流侧母线过压［8］;控制后级全桥逆变电路防止逆变器输出电流过流并向电网提供无功支撑［9－12］;协调控制前级Boost电路与后级全桥逆变电路［13，14］三种控制策略。

论光伏并网发电系统低电压穿越控制策略太阳能最为一种清洁能源，不仅对环境不会产生污染，也是一种可再生资源，因此对其进行开发利用十分重要。

光伏并网发电系统的应用，就是太阳能利用的典型代表。

光伏并网发电系统应用过程中，会涉及到低电压穿越控制问题，该控制能力越强大，光伏并网发电系统作用发挥程度越高。

因此相关学者都对低电压穿越控制策略研究比较重视。

现阶段，我国对低电压穿越控制策略的研究，注重集中在风电领域，光电领域还比较少。

正是因为如此本文以光伏并网发现系统为研究对象，对低电压穿越控制策略进行了探讨分析。

笔者认为可以采取电压定向矢量控制的方法，来提高低电压穿越控制能力，以此达到有功与无功解耦。

本文首先对光伏并网发电系统及其低电压穿越要求进行了分析，其次对光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略进行了探讨，仅供参考借鉴。

一、光伏并网发电系统及其低电压穿越要求光伏发电系统主要应用的物质是光伏电池，该设施最重要的价值就是将太阳能转换成电能，最终完成发电任务。

光伏并网主要是指两大系统连接，分别为光伏系统、电力网系统。

两大系统连接之后，不必再借助蓄电池，初期成本比较低，而且更容易维护，后期检修成本也比较低，可以说是现阶段最为经济实用的发电系统。

光伏并网发电系统形式依据场合差异而不同，现阶段应用最为广泛的应该是逆潮与无逆潮并网系统、地域并网系统等。

早期应用的是光伏发电系统，存在着比较多的缺陷，比如逆充电现象、电网电压波动过于明显等现象，因此在应用的过程中比较麻烦。

正是基于此，光伏并网发电系统优势更加突出。

但是光伏并网发电系统在应用的过程中，则需要满足非常重要的条件，即低电压穿越要得到控制。

这主要是因为发电系统运行过程中，会出现并网点电压跌落情况，此时要求光伏设备依然能够实现并网，如果条件允许，还能够为电网提供无功功率，确保电网在短时间内就可以恢复。

现阶段我国针对光伏并网发电系统的低压电压穿越能力要求已经出台了相应的技术规范，该技术规范中对光伏电站的低电压穿越能力标准要求进行了明确的规定，具体标准如图1所示。

光伏低电压穿越技术的研究综述作者：肖远逸王珺翟立唯来源：《电子技术与软件工程》2016年第05期摘要光伏产业的崛起，各个地区的光伏并网都逐渐形成了一定的规模，光伏并网容量急剧上升，给传统电网的供电质量和系统性能都产生较大冲击。

本文将介绍目前国家电网的关于光伏电站的并网标准和逆变器的工作原理，综述国内外关于光伏低电压穿越技术的研究现状，对目前针对光伏低电压穿越所做的研究及成果进行介绍。

此外，笔者依据自身对光伏并网的经验，对光伏并网的相关发展问题进行进一步展望。

【关键词】控制技术逆变器标准1 技术背景1.1 技术含义由于某些原因造成的电网电压跌落的情况下，光伏系统能维持并网状态并正常运行，且支持电网电压恢复至正常值，这种低电压区域的过渡技术即为光伏低电压穿越技术（LVRT）。

1.2 低电压穿越规范电力系统由于各种因素产生电压降低的现象以后，光伏系统的并网点电压若降至曲线下方，如图1所示，则系统将光伏电网隔离开。

在此期间，仍然保留在电网内的逆变器应逐渐恢复至原值，恢复速度为额定功率*0.1每秒。

为保证光伏系统的安全，可将系统设计为逆变器供应动态的无功功率给电网系统。

图1即为光伏低电压穿越具体要求。

由于之前的低电压穿越要求具有一定的局限性，其中增添了零电压穿越这一新技术规范。

规范要求电网电压为零后，光伏系统应能提供150毫秒的并网运行时间，实际工程中则需要结合重合闸动作、保护动作等因素消耗的时间，以及电网管理单位的要求综合设计。

2 光伏低电压穿越原理由于光伏设备将电能收集并转换后，转换的电位为直流电而不是电网的交流电，因此需要用逆变器进行预处理，图2即为逆变器和光伏的电路连接示意图。

为了达到低电压穿越目的，当前主流的控制策略是双闭环控制法，包括电压外环控制以及电流内环控制两个方面，前者主要是针对电压在逆变器处理前后的不稳定现象进行控制，从而降低因电压波动产生的电能损失，将光伏发电的能量利用率尽量提高；后者则针对功率进行控制，并根据并网指令电流对光伏系统的功率、功率因素等方面进行即时调整。

光储微电网的低电压穿越控制方法探究摘要：基于光储微电网系统并针对低电压的穿越问题，本文进行了控制方法策略上的探究。

低电压时，光伏系统应用最大功率进行控制和跟踪，储能系统则应用恒压的控制方法来保持母线的电压，在储能系统已达到功率极限但是仍不能维持保证母线的电压在允许的界限内时，光伏系统就变成恒压控制模式。

在控制上，考虑到光储微电网负荷的变动量大的情况，本文使用了一种不仅适用于光储微电网而且还有无功补偿的控制方式微电网提供电压的支撑。

关键词：光储微电网；低压穿越；控制方法近来，分布式电源和微网的发展态势迅猛，光伏系统因自身的优势在电网中的比重日益增多。

太阳能随机性强，资源间歇性无规律，出力的波动幅度较大，而采用光储联合微电网可以使光伏发电能力平顺，调节因功率波动造成的电压等的变化，这将有助于降低配套的电路的电容量需求，还能减缓电网的调峰压力。

光储微电网低压穿越指的是由于故障造成的并网点电压下降时，微电网可以在一定的范围中保持并网，甚至还可以向电网供给部分无功功率，支撑电网的电压。

本文针对光储微电网系统提出了一种新的控制策略，借助储能电池在网侧故障中的协调控制，来保证母线电压恒定，是光伏阵列在MPPT模式下工作，并充分利用光伏能量将储能电池充满电，再将光伏阵列变为恒压状态来保证母线的电压恒定。

本文为光储微电网提供了无功补偿功能的限流控制策略，从而保护了电网避免输出过电流，同时也为电网电压提供了支撑。

1．光储微电网的拓扑在本次研究中的光储电网采用两级式光伏并网结构，此结构由单相变换电路、光伏阵列、直流负载、二极管、滤波电感、储能电池、并网逆变器等器件构成。

此拓扑结构的原理如下：光伏发电系统和与储能系统经过单向变换电路升高电压、然后通过逆变器逆变为三相电与电网连接。

连接时，光伏系统使用最大功率跟踪；储能系统采用充放电优先的原则，如果光伏系统中的总能量超过需求量，则对储能电池充电直到电池的电量达到预定值为止；如果光伏系统中的总能量小于需求量，那么储能系统中的能量将对外释放，以此来减小微电网和大电网的功率交换。

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略张明光;陈晓婧【摘要】To improve the low voltage ride-through capability of grid-connected photovoltaic (PV) system, A LVRT control strategy based on voltage oriented vector control is proposed. In the strategy, the voltage oriented vector control for the PV inverter is proposed to realize active and reactive power decoupling control. During the grid voltage sags, the unloading circuit are used to make DC voltage stable, and provide reactive power to support voltage recovery according to the depth of grid voltage sags. The PSCAD/EMDC software is used to compare and analyze each electric parameters before and after LVRT control. The results of simulation show the proposed strategy can make PV power system connected to the grid, provide reactive power to support voltage, and realize LVRT.%为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力，提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through, LVRT)控制策略。

试论光伏并网逆变器低电压穿越技术摘要：随着光伏并网系统容量不断扩大，在电网发生电压跌落故障下，其对电网的影响已不容忽视。

常规电压、电流双环控制下光伏并网逆变器在电网电压跌落时不能穿越这个故障，会随着跌落深度和时长的增加直流电压突然升高，交流电流急剧增大，甚至会发生过流而烧毁逆变器。

因此电网电压跌落故障下，光伏并网逆变器的低电压穿越能力成为光伏系统一项非常重要的指标。

当今，各国都在陆续发布标准，对光伏并网系统在电网电压跌落故障状态下并网逆变器的保护能力提出要求。

因此，低电压穿越控制策略的提出和有效性都将是光伏行业的一个重要课题。

关键词：大功率；光伏并网；逆变器；低电压穿越；前馈控制1低电压穿越技术概述最早，低电压穿越（LVRT）是在风力发电中提出的，在光伏发电中是指电网发生电压暂将时，光伏电站不会立即从电网中解列，并在一定时间内向电网输送无功功率以支撑电网电压直至恢复正常。

由于技术限制，我国对光伏电站LVRT技术的要求还不够严格。

但随着国家对光伏行业的扶持及光伏电站对并网技术的完善，LVRT技术将不再成为难题。

2低电压穿越技术现状随着光伏并网发电系统装机容量的不断扩大，其在电网中的影响也越来越大，各国纷纷制定了光伏并网逆变器及光伏系统并网的标准，其中要求光伏并网逆变器能在电网电压、频率等在一定范围内变化时不脱网，且能根据电网需求提供相应的有功功率和无功支持。

低电压穿越是光伏并网逆变器的一项重要能力，已在越来越多国家的光伏标准中所要求。

低电压穿越（LowVoltageRide—Through，LVRT），指在电网电压跌落持续时问内，光伏并网逆变器能保持并网，直到电网恢复正常。

以德国、丹麦、意大利、日本、爱尔兰等为首的一些国家，对包括光伏并网发电、风力发电等新能源的研究和产业化也较早，在多年研究和应用基础上，都对光伏并网逆变器制定了相应标准，且均对其在电网故障时的运行特性制定了详细的规定。

我国国家电网公司也在推出了光伏电站接入电网技术规定，文中对电网异常时的系统响应做了明确规定：在电网电压发生异常时小型光伏电站应迅速脱网；而大中型光伏电站在规定时间内为保持电网稳定性提供支撑。