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首先,根据组串式逆变器组网方式可知,组串式方案中逆变器间无高频载波同步,根本无法解决逆变器间的并联环流问题。其次,在该方案中距离箱变远端的逆变器线路阻抗较大。再有,因组串式方案交流侧采用多机并联模式,造成多台逆变器在电网电压跌落时无法统一输出电压及电流的相位。以上原因均会严重影响逆变器对零电压穿越故障的判定和过程控制。
在GB/Z19964-2005标准执行阶段,集中式并网逆变器不但通过实验室低电压穿越测试,同时也通过了现场低电压穿越测试,可见实验室中的测试仅表明单个设备能够实现穿越功能,但现场测试则说明逆变器在实际工况下应对电网故障的能力。为了证明逆变器能够应对现场实际工况下的电网故障,未来零电压穿越测试必然会增加现场测试环节,但是组串式逆变器能否通过现场测试的考验这是一个问题。
(2)防孤岛保护的问题
所谓孤岛效应是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时,停电线路由所连的并网发电装置继续供电,并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象。
虽然在大型地面电站中对逆变器防孤岛保护的要求较低,但GB/T19964-2012标准仍然要求电站具有防孤岛保护设备,通常情况下逆变器采用主动+被动双重防孤岛保护,以保障在任何情况下逆变器能够可靠断开与电网连接。主动保护通常采用向电网注入很小的干扰信号,通过检测反馈信号判断是否失电,而被动保护通常采用检测输出电压、频率和相位的方式来判定孤岛状态的发生。
组串式逆变器在大型地面电站中交流侧直接并联在一起,因主动保护采用注入失真信号的方式无法应用在多机并联系统中,故无法执行孤岛保护中的主动保护,存在应用风险,如产生谐振孤岛将会对线路检修人员造成安全威胁,对用电设备造成损害,严重影响电站的运行安全。集中式逆变器交流输出侧无需汇流,而是直接接入双分裂绕组变压器,完全能够同时执行主动和被动孤岛保护,可靠性更高。
(3)支持电网调度问题
对于大型地面电站来说支持电网调度是普遍需求,通过调度控制逆变器发出无功或有功的具体数值。无论组串式逆变器还是集中式逆变器均采用RS485作为通讯接口,响应速度相对较慢,而集中式方案每兆瓦仅2台逆变器,调度方便,但对于组串式逆变器来说每兆瓦需要对多达40台逆变器进行调度,十分复杂,不利于电站的远程调度管理。
100MW光伏电站调度对比
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