李乐 段乐 闫斌斌 潘文斌

摘 要：介绍了光伏发电系统的物理结构和光伏逆变器控制策略典型的三环结构，阐述了基于VSG控制策略的电压环和电流环双闭环系统。随着光伏发电渗透率不断提高，系统的转动惯量逐渐减少，考虑到光伏系统的波动性和随机性会引起母线电压、频率的波动，光伏发电系统主动参与电网频率调节十分必要。鉴于此，具体说明了通过降低光伏阵列的输出功率而预留有功备用和通过直流侧配置储能电池系统进行充放电两种抑制频率波动的方法。

关键词：转动惯量;频率调节;有功备用;储能电池

0    引言

光伏电站以电力电子逆变器作为光伏发电系统与大电网的接口装置，电力电子装置具有快速性、灵敏性的特点，但却缺乏传统旋转电机的惯量特性和阻尼特性，而惯量特性和阻尼特性对于同步机抑制频率波动、优化动静态响应具有重要意义。当光伏发电装机容量达到一定比例时，必然威胁电网系统的安全稳定运行[1-2]。随着光伏发电渗透率不断提高，系统的转动惯量逐渐减少，电网调节能力严重下降，因此迫切需要光伏发电主动参与电网频率调节。目前，国内外学者围绕光伏发电的减载控制、直流侧配置储能电池等已展开研究。

1    光伏发电系统结构

1.1    光伏阵列工程应用模型

单个光伏电池产生的功率很小，往往会将电池经过合理串并联形成能够输出较大功率的光伏阵列。由于光伏组件输出功率与端电压之间的关系为典型的非线性特征，在实践中往往采用给出关键点参数的形式对光伏组件输出特性进行描述。……