逆变器高压穿越规范

低电压穿越标准（光伏、风电、储能）

低电压穿越（LVRT）功能是电力电子设备，如光伏并网逆变器、风力发电机组和储能变流器，必备的重要特性。这一功能确保在电网电压异常时，设备能持续运行，避免电网负担加重，提供必要的电能支持。本文将详细解析低电压穿越在光伏、风电、储能系统中的标准与要求。

光伏并网逆变器的低电压穿越标准（NB/T 32004-2013）规定，对于并入35 kV及以上电压等级电网的大型光伏电站，逆变器必须具备电网支撑能力，以避免在电网电压异常时脱离，防止电网电源波动。而对于并入10kV及以下电压等级电网的小型光伏系统，只需具备故障脱离功能即可。逆变器在交流侧电压跌至0时，能保证不间断并网运行0.15秒后电压恢复至标称电压的20%；在电压跌落持续0.625秒后，电压开始恢复，2秒内电压达到标称电压的90%时，逆变器能确保不间断并网。在故障清除后，逆变器有功功率应快速恢复，至少以10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前值。同时，逆变器宜在低电压穿越过程中提供动态无功支撑。

风力发电机组的低电压穿越标准（GB/T 36995-2018）则关注了风电机组在不同电压状态下的运行要求。低电压穿越下，风电机组在并网点电压处于特定曲线范围时，必须不脱网连续运行。具体要求包括：有功功率的快速恢复，动态无功电流的注入以支撑电压恢复。在高电压穿越时，风电机组在电压升高和恢复正常时，有功功率波动应在一定范围内，且波动时间不超过80毫秒；电压升高期间，有功功率波动应保持在±5%额定功率范围内。动态无功电流应满足特定的响应时间和控制要求以支撑电压恢复。

储能变流器的低电压穿越标准（GB/T 34120-2017）规定了储能系统在电力系统故障时的运行策略。储能变流器在并网点电压全部位于特定电压轮廓线及以上的区域时，应保证不脱网连续运行；否则，允许其切出电网。具体要求包括储能变流器在电压跌至0时，能连续运行0.15秒；电压跌至特定阈值以下时，允许其切出电网。在故障清除后，储能变流器的有功功率应快速恢复，至少以30%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。此外，储能变流器在电压跌落时应实时跟踪并网点电压变化，注入动态无功电流以支撑电网。

通过这些标准的实施，电力系统能更稳定、可靠地运行，确保在各种电网电压异常情况下，光伏、风电、储能系统仍能提供必要的电能支持，减少对电网的冲击，提高电力系统的整体安全性和效率。

逆变器低电压穿越研究（对称跌落）

电网电压跌落现象在电力系统中普遍存在，其中对称跌落情况指的是在电压跌落期间，电网的三相电压幅度相同且相位保持对称。针对三相对称跌落，本文主要探讨了逆变器在电网电压跌落时的跌落特性及其应对策略。基于国家电网相关技术规定，研究了三相并网逆变器在对称跌落情况下的特性及其采取的措施。

当电网发生对称跌落时，电压跌落幅度为额定电压的20%，并持续1秒。仿真结果表明，在电压跌落瞬间，滤波电抗和电流环控制使得并网电流无法突变，导致输入输出功率不平衡，直流侧功率迅速堆积，直流电压快速上升。若电压环输出缺乏有效限幅措施，输出电流会迅速增大，逆变器相关保护可能会启动，导致脱网。但跌落期间功率稳定，网侧输出电流可增大为原来的5倍。电压恢复瞬间，网侧输出功率突然增大，导致直流电容快速放电，直流侧电压迅速下降，电压环输出很快减小，形成一个功率尖峰。

在电压跌落情况下，光伏并网逆变器的直流侧电压上升，通常情况下，光伏电池板输出功率降至零，功率不再继续堆积，直流侧电压上升至开路电压处。考虑到开路电压通常为额定最大功率点电压的1.3倍多，硬件设计需要考虑直流电源上升带来的器件耐压问题。为解决直流电压上升带来的问题，控制策略允许在低电压穿越时一定程度失效，以允许直流侧电压上升，并通过限幅来控制直流功率或直流目标电流id*，确保逆变器不过流。

为实现低电压穿越，本文提出采用无功优先策略，即优先输出无功电流，以支撑电网电压。无功电流指令iq*根据网侧电压跌落的幅度计算，有功电流指令id*也相应调整，以确保在低电压穿越过程中逆变器不过流。通过仿真验证了在对称跌落情况下的低电压穿越效果，表明该方法有效且具有良好的低电压穿越能力。

总结来说，针对三相对称跌落情况，通过电压环限幅策略和无功优先策略，可以实现逆变器的低电压穿越。然而，电网中的电压跌落情况并不限于对称跌落，不对称跌落更常见，其中包含负序和零序分量，现有的控制策略可能需要进一步调整以适应不对称跌落情况。本文的研究成果为进一步优化逆变器在电网电压跌落情况下的性能提供了理论基础和实践指导。

对于大、中型光伏发电站的逆变器应具备下列哪些功能？（ ）

答案：A、B、D

《光伏发电站设计规范》（GB 50797—2012）第6.3.5条规定，用于并网光伏发电系统的逆变器性能应符合接入公用电网相关技术要求的规定，并具有有功功率和无功功率连续可调功能。用于大、中型光伏发电站的逆变器还应具有低电压穿越功能。

什么是逆变器高电压穿越测试？

什么是逆变器的高电压穿越测试？

验证电网电压骤升故障时逆变器能否正常工作的测试项目。

在部署光伏发电站时，逆变器电网端额定电压需根据实际情况定，一般为400V、600V、800V等线电压，对应相电压230V、346V、461V。逆变器需应对各种电网异常，高电压穿越测试模拟电网电压骤升，要求在0.5秒内电压不高于130%额定值，后续9.5秒内电压不高于120%额定值下，逆变器保持不脱网运行，具备有功功率连续调节和无功电流注入能力。

不同国家和厂家的高电压穿越要求有差异，一般需模拟高达130%-140%逆变器额定电压，对于600V线电压（346V相电压）的逆变器，电网模拟器输出需达840V线电压（485V相电压）；800V线电压（461V相电压）的逆变器，输出需达1120V线电压（647V相电压）。

如何实现逆变器的高电压穿越测试？

使用电网模拟器超高压量程仿真电压骤升过程，验证逆变器工作状况。

针对高电压穿越测试需求，电网模拟器需提供更高输出电压量程。例如，AMETEK加州仪器MX/RS系列电源在原有相电压选择外，提供超高压选件，输出电压可达500Vrms、600Vrms、650Vrms、700Vrms相电压，覆盖不同客户的高电压穿越测试需求。

超高压选件包含在MX/RS电源内部增加设计精准的变压器，确保输出阻抗匹配，避免震荡，内部散热通道和过温保护电路也重新设计，实现高压大功率输出。单台电源在不同电压范围内提供足够的功率覆盖，例如-XVC650选件在650V量程中仍支持125%过电流能力，实现525V至650V范围内满功率输出。

高电压选件作为额外的第三量程，客户仍可使用原有的150V及300V量程，使得单台电源在宽电压范围内提供足够功率覆盖。

如有更多详情，欢迎联系阿美特克程控电源中国团队。

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