关于电网电压超限的研究和介绍

电网电压超限（Vac Failure）这个困扰了全世界光伏人民10多年的问题，在电网规模持续壮大，电压等级不断升级的今天，在9012的今天，仍然盘踞在光伏电站稳定运行之路上！

将通过分析电压超限的原因、对应解决方案、实际案例分析，力求助你彻底解决电网电压超限问题。

1 电压超限产生的原因

那么，是什么原因，让这个问题成为“噬元兽”般的存在？

3月7日 摄于苏州 通安

在光伏应用领域，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。（中国安规电压范围—187V~242V）

也就是说，逆变器是被动跳脱，意图是实施保护。是什么原因让逆变器感觉到了危险？

简单来说，不外乎以下三个原因：

网点电压本身偏高；

电网电压正常，交流侧电压过高；

逆变器故障。

下文将逐一探讨对应解决方案。

2 网点电压本身偏高

电网处于待升级阶段，并网点电压本身偏高。比如农村弱电网电压、频率不稳定、多个分布式光伏系统同时并入电网，导致多机并联进而引起的谐振、电压抬升，以及更加复杂的负载情况。关于“谐振”你可以查看小固这篇文章《当光伏扶贫遇上农村弱电网》。

又或者变压器距离并网点较远，也会出现并网点电压偏高的情况，导致逆变器报电网电压过高而脱网。在逆变器具备“过压降载”功能后，不再继续报Vac，但是有可能出现重连的情况。

或表现为：电站一直运营良好，某天突然不发电了，电站路线正常。原来是由于同村新增了多个电站，导致并网点电压抬高，逆变器也会报电压超限。

解决方案：希望能够由电网公司拓宽传输线路，提升变压器容量。降低变压器档位。

网点电压本身偏高，是光伏应用中遇到Vac问题最本质的原因。

3 交流侧电压过高

根据公式U=I*R，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。即“高功率输出->大电流输出->高的电压抬升”。

U=I*R ——>U↑= I↑*R↑

而电阻R值与线材长度和线材材质有关。

另外，逆变器至电网并网点之间的线缆过细、过长或者存在缠绕，都有可能导致逆变器报电网电压超限，需检查线路接线情况。

先检查配电箱、机器电压、逆变器显示电压是否一致；

不一致则再检查接线（虚接等）；

检查零线对地是否带电（电网带电情况）。

解决方案

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）

检查逆变器到并网点之间的线缆接线情况；

另外确认线路是否存在过长或者缠绕，以缩短逆变器到并网点的距离，减少线损；如：

1.项目中只有一台逆变器，尽量避免逆变器到并网点的距离大于80m。

2.项目中有多台机器时，可以逆变器交流汇流后，选择线径较大的线缆。

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。

4 案例分析

案例一 常规故障

山东地区一台10kW逆变器报电网电压超限故障

处理结果：现场发现逆变器侧没有接地，实测零地电压为5.8~9.0V，把配电箱里的接地排进行接地处理，测得零地电压维持在0.001V，机器重启正常。

案例二 电线杆上安刀闸

河北多地出现一个有趣的问题，供电局在并网点末端（户外电线杆上）加装了刀闸，风吹日晒年久失修，同样导致逆变器报vac.

20K 机器报电压超限是机器交流端地线没有单独制作，零地12V电压短接后机器正常工作。其余几户是配电箱电器烧毁或电表欠费出现的电网断电现象，更换或交费后正常工作。

5 逆变器故障

这种情况虽然少见，若经过排查上述问题未果，则应考虑逆变器故障。及时联系售后。

广东茂名一台10kW机器报电网电压超限

处理结果：机器显示的电网电压跟实测不符，判断控制板损坏，现场进行更换。

另外，电网零线带电，还会引起逆变器采样不准，报各种各样的故障（电压超限等）。

针对电网电压超限，电网改造可能是重点；逆变器到并网点传输线路加粗是不错的方案；根据电网电压情况适当调整逆变器的输出电压范围是最后手段。

关于电网电压超限，你还遇到过什么问题？

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