《DL-光伏发电站低电压穿越检测技术规程》

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DL

中华人民共和国电力行业标准

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光伏发电站低电压穿越检测技术规程

TestProceduresforlowvoltageridethroughofphotovoltaicpowerstation

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（征求意见稿）

（本稿完成日期：2012-4-18）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

发布

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目  次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4检测目的...........................................................................2

5检测条件...........................................................................2

6检测设备...........................................................................2

7检测方法...........................................................................3

8数据处理...........................................................................4

9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....................................10

I

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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/T19964-2011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)powerstation

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pointofinterconnection(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

光伏发电单元photovoltaic(PV)powerunit

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lowvoltageridethrough(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ratedpower

1

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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/T19964-2011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。

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0～25%、25～50%、50～75%、75～90%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点三相对称短路容量应为被测光伏发电单元

的3倍以上。

2

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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(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/T19964-2011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；

3

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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0.1Pn～0.3Pn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下内容：

a)被测光伏发电站、光伏发电单元的规格参数；

4

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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。

5

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AA

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

6

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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)

7

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BB

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。

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）

2t

............................................................(B.1)

ua,cosua(t)cos(2f1t)dt

TtT

2t

.............................................................(B.2)

ua,sinua(t)sin(2f1t)dt

TtT

式中：

f1——基波频率

其基波相电压有效值为：

22

ua,cosua,sin

Ua1

2....................................................................(B.3)

利用下式计算基波正序分量的电压及电流矢量分量：

1

u1,cos[2ua,cosub,cosuc,cos3(uc,sinub,sin)]

6.........................................(B.4)

1

u1,sin[2ua,sinub,sinuc,sin3(uc,cosub,cos)]

6.........................................(B.5)

1

i1,cos[2ia,cosib,cosic,cos3(ic,sinib,sin)]

6.............................................(B.6)

1

i1,sin[2ia,sinib,sinic,sin3(ic,cosib,cos)]

6.............................................(B.7)

则基波正序分量的有功功率和无功功率为：

3

P1[u1,cosi1cosu1,sini1sin)]

2...........................................................(B.8)

8

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3

Q[uiui)]............................................................(B.9)

121,cossin1,sin1cos

基波正序分量的线电压有效值为：

3

U(u2u2)..............................................................(B.10)

121,sin1,cos

基波正序分量的有功电流及无功电流有效值为：

P

1(B.11)

IP1.........................................................................

3U1

Q

1(B.12)

IQ1.........................................................................

3U1

基波正序分量的功率因数为：

P

cos1...................................................................(B.13)

122

P1Q1

9

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CC

附录