造成電網(wǎng)電壓總是偏高的主要原因是什么？

伴隨光伏扶貧深入，很多問(wèn)題開(kāi)始凸顯。比如在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，施工人員在并網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)：電網(wǎng)電壓總是偏高，不僅引發(fā)經(jīng)常性的電壓故障報(bào)警，還導(dǎo)致逆變器停機(jī)保護(hù)，嚴(yán)重影響了光伏收益。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，廠商常常從逆變器側(cè)給出解決方案，比如放寬保護(hù)電壓范圍（針對(duì)不同地區(qū)，將出廠交流電壓放寬至160－300AC可調(diào)）。雖然這種方式可以解決逆變器的保護(hù)停機(jī)問(wèn)題，但因輸出的電網(wǎng)電壓過(guò)高，總會(huì)對(duì)一些家用電器造成損害。

應(yīng)該說(shuō)，這類(lèi)現(xiàn)象很常見(jiàn)，很多論壇帖子也對(duì)此做過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)分析，但依然有不少?gòu)臉I(yè)者表示困惑。在此，筆者想通過(guò)一些類(lèi)比做個(gè)簡(jiǎn)單梳理，以幫助大家從電站設(shè)計(jì)源頭避免以上情況發(fā)生。

我們都知道，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)就是通過(guò)逆變器把直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的過(guò)程。如果把電網(wǎng)比作大海，逆變器則可以看成是一條條細(xì)流，而并網(wǎng)就好比涓涓細(xì)流匯入大海，那一條條并網(wǎng)用的交流線纜就是匯流的河床。

對(duì)此，我們不妨做個(gè)類(lèi)比：

在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或弱電網(wǎng)區(qū)的并網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中，常因?yàn)榫€路阻抗的影響（河床狹窄，阻塞較多），而不得不抬高逆變器輸出交流電壓（河流水位增大，形成高水勢(shì)才能流向大海），以保證交流電高效流向電網(wǎng)（河流匯入大海）。但這無(wú)形中會(huì)引發(fā)兩類(lèi)問(wèn)題：一是輸出電壓高于逆變器自身保護(hù)電壓值，使逆變器報(bào)錯(cuò)和執(zhí)行保護(hù)性停機(jī)；二是并網(wǎng)點(diǎn)變壓器容量較?。ㄒ簿褪恰按蠛Ｐ钏坎蛔恪?，這是很多地方限制并網(wǎng)容量在30％左右的原因），極易因電量超負(fù)荷上網(wǎng)，抬高電網(wǎng)電壓（蓄水池蓄水能力不足，滿(mǎn)溢）。

事實(shí)上，以上兩種情況，正是造成電網(wǎng)電壓過(guò)高的兩個(gè)主要原因，即并網(wǎng)點(diǎn)容量偏小，負(fù)荷消耗能力不足，或電網(wǎng)弱凸顯了線路阻抗。那么，我們?cè)撊绾谓鉀Q以上問(wèn)題呢？

毫無(wú)疑問(wèn)，一是增大線纜規(guī)格，合理選擇并網(wǎng)點(diǎn)；二是增容變壓器，改善“蓄水能力”。其中，合理選擇并網(wǎng)點(diǎn)和增容變壓器都很容易理解，比如就近變壓器選擇并網(wǎng)點(diǎn)就是最常用并網(wǎng)點(diǎn)選擇方式，而增容變壓器就是給變壓器增容。這樣就只剩下增大電纜規(guī)格了，用個(gè)形象的比喻，就是在靠近大海的位置擴(kuò)大河床、清理淤泥，以顯著減少河流中間阻力。

另外，還有一種情況值得一提，就是在多臺(tái)設(shè)備并網(wǎng)時(shí)，若集中并到一相上，則容易抬高該相電壓（類(lèi)似多條河流匯到一個(gè)窄河床上，造成水溢），使電網(wǎng)偏壓，從而造成類(lèi)似電網(wǎng)電壓過(guò)高的現(xiàn)象。因此，建議同一并網(wǎng)點(diǎn)多臺(tái)并網(wǎng)時(shí)，應(yīng)盡量使設(shè)備在三相上均勻分布 （如下圖）。

以上，旨在通過(guò)簡(jiǎn)單類(lèi)比，讓大家對(duì)電網(wǎng)過(guò)壓故障的成因有個(gè)形象的認(rèn)識(shí)。但最終目的，還是希望在光伏電站建設(shè)中，能夠在設(shè)計(jì)之初就規(guī)避這些可能的隱患，以提高設(shè)計(jì)效率，助力光伏扶貧。