关于光伏系统常见问题系列中的电压超限的介绍和解决

所谓电压超限，在光伏应用领域，一般是根据安规要求，并网逆变器必须要在规定的电网电压范围内工作，并能实时检测且与电网电压同步，若该电压值超出安规要求范围，逆变器必须跳脱，以停止工作，来确保设备和操作人员安全。（注：中国安规电压范围—187V~242V）

下面我们结合实际案例来说明：

案例介绍

合肥某农户已安装使用GW4600-DS，具体情况如下：

目前所在村庄电压不稳定（中午255V左右，下午240V左右）；

变压器距离此户较远，变压器出线是25平方，到达村庄分支连接用户接线则为10平方的铝线；机器经常会出现报错“Vac Failure”（电网电压超限，以下简称Vac）。

原因分析

由于逆变器至电网并网点之间的线缆过细、过长或者存在缠绕，导致在电网电压正常的情况下，逆变器AC端子侧的电压过高，逆变器显示“Vac Failure”。

此案例主要因电压不稳定引起：高功率输出->大电流输出->高的电压抬升

那为何功率提升，测量电压值，电压抬升很高？

以当前电压 U初 = 250V，P初 = 1000W为例，

根据I = P/U，则I初 = 1000W/250V= 4A，

当机器功率P上升至2000W，根据I = P/U，则电流升高至8A，

根据公式U=I*R（电阻R值与线材长度和线材材质有关），I抬升，压降△U迅速抬升，导致U迅速升高。

当电压U超过安规电压范围时，逆变器停止并网并产生报错。

由此可以得出结论，中国很多电网处于待升级阶段、变压器距离并网点较远，并网点电压本身偏高，这是光伏应用中遇到Vac问题最本质的原因，并非逆变器导致。

结合项目可调整的因素，我们给出如下解决方案：

解决方案 1

为光伏电站选择合适线径的电缆，减少线损；（传送门：如何为光伏电站选择合适的电缆）

2

通过检查逆变器到并网点之间的 线缆是否过长或者有缠绕，以缩短逆变器到并网点的距离，减少线损；

3

主要措施—电网改造，涉及传输线路拓宽，以及变压器容量提升；

4

临时方案—跟逆变器厂家沟通，并得到电网公司许可后，修改逆变器默认的安规电压范围；

5

从分布式光伏应用的本质看解决—让光伏系统自发自用为主，或者说，提高自用比例，减少电力传输损耗。

无独有偶，在光伏发展较快，电力较发达的欧美国家，同样也会在偏远地区普遍遇到这样的问题，那他们是怎样解决的呢？

国际对策        

英国

临时方案—按照标准安装完成后，DNO（英国配电运营商）会进行并网检测，该机构首先要求逆变器在安规要求的范围内工作，如果无法正常工作产生Vac的问题，可以允许调整逆变器输出电压的范围，调整到到逆变器正常运行后再对并网点电压进行检测，检测通过后允许并网运行，此后逆变器输出电压范围不得再做任何更改。

发展储能应用—现有系统加装储能，促进光伏发电更多自用。

澳洲

按照标准安装完成后，电力公司Ergon、Energex会进行并网检测，首先要求逆变器在安规要求的范围内工作，如果无法正常工作产生Vac的问题，可以允许在255V内调整逆变器输出电压的范围，若超过255V则不可更改而无法通过并网验收。

发展储能应用—推出储能补贴政策。

德国

最早提出提高自用比例、光伏发电有功功率可调等要求，并最早给出储能补贴，鼓励自发自用。

小结

Vac是全球普遍存在和面临的问题；

电网结构的改造和优化是全世界的主题；

学习国外先进国家应对Vac的临时方案，能够更好的促进光伏系统顺利并网；

光伏+储能，是未来光伏应用的大趋势，也是能源互联网的基础之一。

后续小固还会跟大家分享更多光伏系统常见问题以及实用的文章，请大家多多关注固德威太阳能学院。

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