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Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准南方电网光伏发电站无功补偿及电压控制技术规范中国南方电网有限责任公司发布目次前言............................................................................. II1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 电压质量 (2)4.1 电压偏差 (2)4.2 电压波动与闪变 (3)5 无功电源与无功容量配置 (3)5.1 无功电源 (3)5.2 无功容量配置 (3)6 无功补偿装置 (3)6.1 基本要求 (3)6.2 运行电压适应性 (4)7 电压调节 (4)7.1 控制目标 (4)7.2 控制要求 (4)8 无功电压控制系统 (5)8.1 基本要求 (5)8.2 功能和性能 (5)9 监测与考核 (5)9.1 无功和电压考核点 (5)9.2 无功和电压考核指标 (5)9.3 无功和电压监测装置 (5)10 无功补偿及电压控制并网测试 (5)10.1 基本要求 (5)10.2 检测内容 (5)前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本规定由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并负责解释。
本标准起草单位：中国南方电网有限责任公司系统运行部，广东电网有限责任公司电力科学研究院本标准主要起草人：吴俊、曾杰、苏寅生、盛超、陈晓科、宋兴光、李金、杨林、刘正富、王钤、刘梦娜南方电网光伏发电站无功补偿及电压控制技术规范1 范围本标准规定了光伏发电站接入电力系统无功补偿及电压控制应遵循的一般原则、技术要求及监测与考核要求。
本标准适用于通过35kV及以上电压等级并网，以及通过10（20）kV专线与公共电网连接的新建、改建和扩建的光伏发电站。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
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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。
XX光伏发电项目接入系统方案XX公司年月目录1 前言 (3)1.1 概述 (3)1.2 编制依据和方案范围 (3)2 电力系统一次 (4)2.1 系统概况 (4)2.2 电站概述 (5)2.3 电站接入存在的主要问题 (6)2.4 电站在系统中的地位和作用 (6)2.5 工程建设必要性 (7)2.6 接入系统方案拟定 (7)2.7 导线截面选择 (8)2.8 短路电流水平 (9)2.9 开关站规模 (10)2.10 电气主接线原则意见 (10)2.11 对侧扩建35kV间隔 (10)2.12 主要电气设备参数要求及建议 (10)3 系统继电保护 (11)3.1 35kV线路保护 (11)3.2 35kV集电线路保护 (11)3.3 35kV母线保护柜 (12)3.4 故障录波器 (12)3.5 防孤岛装置 (12)3.6 频率电压事故解列装置 (12)3.7 小电流接地选线装置 (12)3.8 交直流一体化电源 (12)4 系统通信 (13)4.1 调度关系 (13)4.2 通信接入系统方案 (13)4.3 其它通信设施 (13)5 系统远动 (14)5.1 调度关系 (14)5.2 调度自动化接入系统 (14)5.3 电能计量系统 (15)5.4 电力调度数据网 (16)5.5 电厂侧二次系统安全防护方案 (16)5.6 电能质量监测分析装置 (18)5.7 功率预测系统 (18)5.8 有功功率控制系统 (19)5.9 无功电压控制系统 (19)5.10 时钟信号及电源 (19)5.11 对侧园区变配套工程 (19)1 前言1.1 概述太阳能资源是清洁的可再生资源，光伏发电是新能源领域中技术相对成熟，具有规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
发展新能源对调整能源结构、减轻环境污染等方面有着非常重要的价值。
xx发电项目位于xx市境内，建设条件较好，装机容量14MWp。
该工程的实施，有利于调整地区电源结构、改善生态环境，对贯彻《可再生能源法》，带动地区经济发展等都具有重要的意义。
光伏发电并网系统控制方法的创新性研究【摘要】太阳能光伏发电的并网运行，省去了独立光伏体系中的储能环节，这样将大大减少电站的维护。
而对于不同的电路拓补结构，需要有不同的控制策略，以便实现光伏发电能够顺利并网。
本文主要介绍光伏并网系统的组成和拓扑结构，在此基础上分析光伏发电并网系统的控制目标和控制策略。
并对光伏发电并网可能存在的问题，进行必要的论述。
【关键词】光伏发电；并网系统；控制策略0.前言当今世界，光伏产业发展迅速，已经成为世界最受关注的新兴产业之一。
与其他新能源相比，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有以下的特点：清洁性和经济性，储量丰富，分布范围十分广泛。
太阳能的开发利用形式主要有三种，包括光热利用、光伏利用、光化学利用等三种形式。
而且以光伏电池技术为核心的光伏利用成为当前应用的热点，也是太阳能开发利用中最重要的应用领域。
利用光伏发电，具有明显的优点：（1）结构简单，体积小轻便。
（2）容易安装运输，维护简单。
（3）使用方便，清洁、安全、无噪声。
（4）可靠性高，寿命长，并且应用范围广。
目前太阳能光伏发电系统主要应用在无电或缺电的边远地区，作为独立的电源供给家用电器及照明设备。
对于家庭住宅而言，配备光伏发电系统，可以很大程度上缓解白天电力紧张的局面。
展望未来，并网运行的太阳能光伏发电必将发展成为重要的发电方式之一。
1.光伏发电并网系统1.1光伏发电并网系统组成光伏并网系统是将太阳能电池板发出的直流电转化为正弦交流电，从而向电网供电的一个装置。
光伏并网发电系统由光伏阵列、变换器和控制器等组成。
变换器将光伏电池的输出直流电逆变成正弦交流电并入电网，控制器控制光伏电池最大功率点跟踪和逆变器并网电流的波形、频率和功率，使光伏发电系统向电网输送的功率达是光伏电池工作的最大功率。
典型的光伏并网系统包括：光伏阵列、dc-dc变换器、逆变器和继电保护装置[3]。
三相光伏发电并网系统的主电路所示。
太阳能电池方阵通过正弦波脉宽调制逆变器向电网输送电能，逆变器馈送给电网的电力容量由光伏方阵功率和当时当地的日照条件决定。
HERIC单相光伏并网逆变器无功调制及其直接功率控制刘斌;黄清宝;贺德强;宋绍剑;徐辰华;林小峰【摘要】随着可再生能源在单相电网中渗透率的提高,电网对单相光伏并网逆变器提出了无功输出与功率因数灵活控制的要求.对HERIC(Highly Efficient and Reliable Inverter Concept)拓扑的无变压器隔离型单相光伏逆变器进行研究,提出了相应的无功调制策略.借助广义二阶积分构造两相静止坐标系,基于瞬时无功功率理论,建立了单相光伏逆变器的瞬时功率模型,实现了单相光伏逆变器的直接功率控制.搭建了5 kW的实验平台,通过实验对所提的调制策略与控制策略进行了有效性与实用性验证.%With the increasing of penetration level of renewable energy in single-phase grid,grid-connected singlephase PV(PhotoVoltaic) inverters need to meet the demands of reactive power compensation and flexible power factor control.Firstly,the transformer-less isolated single-phase PV inverters with HERIC (Highly Efficient and Reliable Inverter Concept) topology are studied,and the corresponding reactive power modulation strategy for HERIC inverters is proposed.Then,two-phase static coordinate system is constructed for single-phase PV inverter based on SOGI(Second-Order Generalized Integrator).The instantaneous power model of single-phase PV inverters is established based on the instantaneous reactive theory,and a novel direct power control strategy for HERIC inverters is realized.Finally,experimental results with a 5 kW prototype validate the effectiveness and feasibility of the proposed reactive power modulation and direct power control strategy.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】6页(P133-138)【关键词】HERIC;逆变器;单相光伏逆变器;无功调制;直接功率控制;瞬时无功功率理论【作者】刘斌;黄清宝;贺德强;宋绍剑;徐辰华;林小峰【作者单位】广西大学电气工程国家级实验教学示范中心,广西南宁530004;广西大学电气工程国家级实验教学示范中心,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学电气工程国家级实验教学示范中心,广西南宁530004;广西大学电气工程国家级实验教学示范中心,广西南宁530004;广西大学电气工程国家级实验教学示范中心,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言分布式单相光伏并网发电系统近年来得到了深入研究和大力推广，这使得分布式可再生能源在单相电网中的渗透率不断提升[1]。
单相LCL型并网逆变器功率控制及有源阻尼优化方法周乐明;罗安;陈燕东;陈智勇;龙际根;王明玥【摘要】针对分布于电网末梢的单相LCL型光伏并网发电单元,提出了一种单电流反馈有源阻尼优化方法抑制LCL的谐振尖峰,并采用SRFPI控制方法零稳态调节单相逆变器的瞬时并网电流,使系统具有低谐波失真的并网电流及无功补偿功能.对于LCL谐振抑制,通过对并网电流的高频分量反馈增加了系统阻尼,减少了额外的传感器,提高了系统稳定性;将该单电流反馈系数中多变量降为单一变量,在响应速度和阻尼系数中择优选取参数值,降低参数设计复杂度,提高系统性能.给出了单相逆变器并网系统的设计,分析了SRFPI控制策略以及单电流反馈中不同参数对系统性能的影响,并给出了最优参数的选择方法,确定反馈参数的取值.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)006【总页数】11页(P144-154)【关键词】并网控制;功率控制;同步旋转坐标变换;LCL滤波器;单电流反馈;动态性能【作者】周乐明;罗安;陈燕东;陈智勇;龙际根;王明玥【作者单位】湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TM46化石能源的短缺及造成的环境污染使得光伏发电成为研究热点之一，在电网的末梢，非阻性负载的大量接入会产生无功电流，这要求分布式光伏并网系统能够提供低谐波失真的有功电流，也需向负载提供无功电流[1-4]。
文献[5]对兼具无功补偿功能的光伏并网控制策略进行了相应的研究，其在同步旋转坐标系下对有功和无功分别进行PI调节可等效成对并网电流的比例谐振控制，实现光伏并网电流的无静差和功率因数，而负载无功电流的检测是实现有功发电和无功补偿的关键，通常采用构造三相系统或两相正交系统而获得不同坐标系下的虚拟三相或两相电流，但是这样无疑都引入了不同程度的延时，对系统的稳定性有较大的影响。
光伏电站有功功率、无功功率自动控制系统（AGC、AVC）V3.1.1111产品手册北京国能日新系统控制技术有限公司2015年7月目录第一章公司简介 (1)第二章产品背景 (2)第三章光伏新能源并网规范要求及遵循标准 (3)3.1 并网规范 (3)3.2 遵循标准 (3)3.3 系统设计原则 (4)第四章光伏电站有功和电压自动控制系统 (5)4.1 总体设计 (5)4.2、软件系统层次结构 (6)4.3 系统功能 (7)4.4 AGC控制策略 (14)4.5 AVC控制策略 (15)4.6 系统特点 (16)4.7 性能指标 (16)第五章生产进度计划及技术资料交付进度 (17)第六章项目管理与工程实施 (18)6.1 管理目标 (18)6.2 组织结构 (18)6.3 实施流程 (18)6.4 现场勘察 (18)6.5 实施力量 (19)6.6 系统验收 (19)第七章技术支持及售后服务 (20)7.1 现场服务人员 (20)7.2 技术支持及资料 (21)7.3 售后服务 (22)第八章技术培训 (23)8.1 培训原则 (23)8.2 培训内容 (23)8.3 现场培训 (23)第九章检验和验收 (24)第十章包装、运输和贮存 (25)第十一章产品业绩表（部分） (26)第一章公司简介北京国能日新系统控制技术有限公司（简称国能日新），是北京市高新技术企业。
公司自成立以来，在全体员工的不懈努力下，已经发展成一个各项资质齐全、拥有自主研发、生产制造和全方位营销等综合能力的高新技术企业。
专注于为新能源企业在并网自动化、生产运营、企业信息化等方面提供优质的解决方案，通过我们专业的技术产品及全面的服务体系为新能源企业的更优发展提供技术保障。
我们的发展目标是做新能源行业中领先的软件产品及服务提供商。
公司始终以人才为主体，不断加大技术研发的投入。
通过持续引进人才，拥有一批熟悉中国电力行业需求和特点的优秀技术开发人员和工程人员。
光伏电站无功补偿容量选择与探讨摘要：光伏发电作为一种新型可再生能源，日益受到重视，发展潜力巨大。
为了保障电网稳定运行，光伏电站需配置一定的无功补偿装置。
文章针对无功补偿容量配置问题，提出计算方法，并以某光伏电站为例，在一定计算原则和计算条件下，对电站感性和容性无功补偿装置容量进行严格计算，给出计算结果，提出了电站无功补偿配置容量建议。
关键词：光伏电站；无功补偿；容量；配置1引言当前，我国的能源结构以常规能源（煤、石油和天然气）为主，由于常规能源的不可再生性，势必使得能源的供需矛盾日益突出。
太阳能是取之不尽、用之不竭的可再生能源，是我国重要的能源资源，开发利用太阳能资源、发展光伏发电，有利于满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展。
光伏发电开发还具备建设周期短、投资灵活、运行成本低等优点。
为此，光伏发电日益受到重视，发展潜力巨大。
光伏发电一般只提供电网有功电能，即将太阳能光伏阵列的直流电能转换为与电网同频率、同相位的交流电能馈送给电网，并保证其具有较高的功率因数。
由于太阳能具有不稳定和随机性特点，光伏电站发出的有功和无功变化较大，具有时变性，对电网影响较大，可能引起电网失稳甚至电压崩溃。
因此，光伏电站需配置一定的无功补偿装置，在电网故障或异常时，向电网提供无功支持，防止电压崩溃。
光伏电站主要电气设备包括光伏电池阵列、直流汇流柜、逆变器及集电线路等设备，其中无功电源主要包括并网逆变器及集中无功补偿装置。
按电网要求，光伏电站集中无功补偿装置需配置动态无功补偿装置，满足补偿装置的响应时间要求，但装置造价高昂，补偿容量配置过多，会造成投资浪费；配置过少，可能造成电站从电网吸收无功，电网电压会降低，影响电网安全。
本文根据实际工程分析和计算，以武平岩前普集农光互补光伏电站为例，对光伏电站无功补偿的配置即容量计算进行探讨。
2 计算方法2.1 变压器无功损耗的计算变压器无功损耗的计算公式为：式中△Q-变压器无功损耗，kvar；U%-变压器短路电压百分数；K%-变压器空载电流百分数；IS-变压器的视在功率，kVA；SN-变压器额定容量，kVA；2.2 线路无功损耗计算各级电压输电线输送电力时的无功损耗计算公式为：△Q=（P/Ucosφ）2 X式中△Q-输电线无功损耗，Mvar；P-输电线上输送有功，MW；U-输电线路电压，kV；cosφ-输电线路上负荷功率因数；X-输电线的电抗，Ω。
2006年 1 月电工技术学报Vol.21 No.1 第21卷第1期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jan. 2006具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统吴理博赵争鸣刘建政王健袁立强（清华大学电机工程与应用电子技术系北京 100084）摘要随着光伏发电技术的推广应用，具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负担、改善供电质量具有重要意义。
本文提出了一种具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统。
该系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流，在实现太阳能电池最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)的同时，还能够实时补偿本地负载的无功电流。
由于采用了改进的干扰观测法，MPPT算法的稳定性得到了改善；在逆变控制中应用了单周期控制（One-Cycle Control, OCC）PWM算法，从而提高了控制精度，减小了输出电流的纹波含量。
文中给出了仿真和实验结果，验证了设计的合理性。
关键词：太阳能光伏并网无功补偿中图分类号：TM615Implementation of a Single-Stage Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic System With Reactive Power CompensationWu Libo Zhao Zhengming Liu Jianzheng Wang Jian Yuan Liqiang(Tsinghua University Beijing 100084 China)Abstract Electricity from decentralized grid-connected photovoltaic (PV) systems is becoming important constitution of the electric power system. Grid-connected PV system with reactive power compensation can reduce electric network load and improve power system stability. This paper proposes a single-stage three-phase grid-connected PV system with reactive power compensation, which can track maximum power point of PV panels and compensate reactive power of local load simultaneously by detecting PV output voltage and current, grid voltage and load current. A modified maximum power point tracking (MPPT) strategy is also presented in this paper, which can improve the stability of the single-stage grid-connected PV system during rapidly changing process of light intensity.One-cycle control (OCC) method is employed to reduce harmonics in the output current of the inverter.Simulation and experimental results were carried out to verify the proposed method.Keywords：Solar energy, photovoltaic, grid-connected, reactive power compensation1 引言随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，能源和环境成为21世纪人类所面临的重大基本问题，清洁、可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。
近二、三十年来，太阳能光伏发电技术得到了持续的发展，户用分布式光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要方式之一[1]。
光伏发电系统通过配合容量适合的逆变器连接到公共电网上，就可以实现并网发电。
具有并网功能的光伏发电系统不需要储能环节，在白天日照充足情况下，除了提供本地负载，多余电力可以提供给公共电网；夜间或阴天情况，本地负载则直接从电网获取所需电力。
在光伏发电系统中，主要的问题是如何提高太阳能电池工作效率，以及提高整个系统工作的稳定收稿日期2005-03-11 改稿日期2005-10-10第21卷第1期吴理博等具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统 29性[2]。
系统中的电力电子变换是解决该问题的关键，其电力变换环节一方面要实现太阳能电池最大功率点跟踪，一方面要实现逆变电路的正弦波输出和相位控制。
对于两级式或多级式的光伏并网系统，这两个功能一般都在两个变换环节中分别实现。
例如，先在一个DC/DC环节中实现MPPT控制，再在一个DC/AC环节中实现正弦电流输出与相位控制[3]，这样有利于控制功能的分别实现，但多级变换会带来更多损耗。
由于单级式光伏并网逆变系统中只有一个能量变换环节，控制时既要考虑跟踪太阳能电池最大功率点，也要同时保证对电网输出电流的幅值和正弦度，其控制一般较为复杂。
目前实际应用的光伏并网系统采用这种拓扑结构的仍不多见。
但随着现代电力电子技术以及数字信号处理技术的飞速发展，系统拓扑结构引起的控制困难正在逐渐被克服，单级式光伏逆变系统已成为国内外光伏发电领域的一个研究热点[4,5]。
本文给出了一个具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统的设计与实现。
系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流，在实现太阳能电池MPPT的同时，还可以实时补偿本地负载的无功电流。
由于采用了改进的干扰观测法，MPPT算法的稳定性得到了改善；逆变控制中还应用了单周期控制PWM算法，从而提高了控制精度，减小了输出电流的纹波含量。
控制系统采用DSP TMS320 F2407A作为核心控制芯片构成。
本文介绍了三相光伏并网系统的构成，阐述了单级式并网系统中采用的改进MPPT算法，并结合仿真解释了这种算法具有的良好稳定性，介绍了系统中实现的无功补偿功能和单周期控制算法，给出了仿真和实验结果，验证了设计的合理性。
2 三相光伏并网系统的组成单级式光伏并网逆变系统由太阳能电池阵列、直流母线电容C、逆变桥以及滤波电感组成，示意图如图1所示。
在一些系统中，由于光伏电池电压相比电网电压较低，逆变桥后还会增加升压变压器。
在图1所示的单级式并网系统中，一般采用双闭环控制。
电网交流电压和电流采样环节，电压同步环节，PWM调制环节和驱动单元四个部分作为内环控制，控制直流到交流的逆变，保证系统较好的逆变品质；输入功率采样环节和功率点控制环节图1 单级式三相光伏并网系统组成示意图Fig.1 Schematic diagram of a single-state three-phase grid-connected photovoltaic system作为外环控制，保证光伏并网系统工作在最大功率点，实现最大的功率输出。
内环控制可采用普通的PWM滞环比较方式，也可以采用对控制实时性要求更高的单周期控制[4]等方法。
外环为功率环，是系统控制的核心。
同时系统通过检测三相负载电流，实时计算得出其无功分量，就可以在逆变输出时通过控制加以补偿。
3 单级式光伏逆变系统中的改进MPPT算法3.1定步长MPPT算法太阳能电池输出特性为非线性，而且受光照强度和环境温度影响。
如图2所示，太阳能电池在任何时刻都存在一个最大功率输出的工作点，而且随着光照强度和温度的变化而变化。
为了能够让太阳能电池在供电系统中充分发挥它的光电转换能力，就需要实时控制太阳能电池的工作点以获得最大的功率输出。
图2 太阳能电池功率电流特性曲线Fig.2 PV terminal P-V characteristics太阳能电池最大功率点的跟踪实现，一般采用30电 工 技 术 学 报 2006年1月功率差分值作为判据。
通过对太阳能电池的输出电压和电流进行连续的采样，并将每次采样的一组电压电流数据相乘折合成功率值，然后减掉上一次采样得到的功率值，即为功率差分值。
当功率达到最大值时满足式PV PV PV PV PVPV PV PV PV PV PV()0P U I I U U I U U U U ∂∂∂∂==+=∂∂∂∂ 即可近似认为达到最大功率点。
如果PV PVPVPV PV PV0I U U I U U ∂∂+>∂∂ 说明太阳能电池阵列输出功率增大的方向为电压增加方向；如果PV PVPVPV PV PV0I U U I U U ∂∂+<∂∂ 说明太阳能电池阵列输出功率增加的方向为电压减少的方向[6]。
由于在一定的光照强度下，太阳能电池的输出功率只与环境温度和端电压有关，因此在单级式光伏并网逆变系统中，改变太阳能电池的工作点只能通过调整母线电容C 上的电压进行，即改变逆变电路的输出有功来进行调节。
定步长MPPT 算法就是以固定步长修改逆变电路输出有功设定值（P REF ） 从而跟踪太阳能电池最大功率点的。
3.2 母线电压崩溃现象当光伏并网系统仅仅采用定步长跟踪策略进行MPPT 控制时，往往会发生母线电压崩溃现象。
逆变输出有功的调整步长选取得不合适时也会引起这一现象。
由上一小节内容可知，跟踪太阳能电池最大功率点的过程，就是不断调整逆变电路有功输出，从而使太阳能电池实际工作电压在最大功率点左右反复跟踪、调整的过程。
当太阳能电池工作电压大于最大功率点电压时，通过增加逆变电路输出功率使其降低；当太阳能电池工作电压小于最大功率点电压时，通过减小逆变电路输出功率使其增加。
但是，在后一种情况下，如果光照减弱，减小后的逆变输出功率仍大于太阳能电池的输出功率，就会导致母线电容电压即太阳能电池的工作电压进一步降低。
参照图2，工作点由最大功率点向左移动时，太阳能电池输出功率进一步减小，又导致母线电压下降，直到无法输出给定的逆变电流，从而导致母线电压崩溃。
3.3 具有功率前馈控制的改进MPPT 算法针对光伏并网系统中的母线电压崩溃现象，本文提出了一种新颖的变步长的MPPT 控制算法。
