两级光伏并网低电压穿越仿真研究

两级光伏并网低电压穿越仿真研究

摘要

随着光伏发电在电力系统中渗透率的持续提升，光伏电站的故障穿越能力已成为保障电网安全稳定运行的关键技术。低电压穿越（LVRT）要求在电网电压发生跌落时，光伏系统能够维持并网运行并向电网提供无功支撑，而非立即脱网。本文针对两级式光伏并网系统，深入研究其在电网对称故障下的低电压穿越控制策略。首先分析了国家标准GB/T 19964-2024对LVRT的技术要求，包括电压-时间穿越曲线和无功支撑公式；其次建立了光伏阵列、Boost变换器和三相逆变器的数学模型；然后设计了包含故障检测、电流限幅和无功优先协调控制的LVRT控制方案；最后在Matlab/Simulink平台上搭建了完整的仿真模型，开展了20%和50%两种电压跌落工况的仿真验证。仿真结果表明，所设计的LVRT控制策略能够有效实现故障期间的电压支撑，光伏系统在故障穿越期间保持并网运行，各项指标满足国家标准要求。

关键词：两级式光伏并网系统；低电压穿越；对称故障；无功支撑；Matlab/Simulink仿真

一、引言

1.1 研究背景

在全球能源转型与“双碳”目标的驱动下，以光伏为代表的新能源发电装机规模呈现爆发式增长。截至2025年底，我国光伏累计装机容量已突破800 GW，在电力系统中的占比持续攀升。然而，光伏发电具有间歇性和波动性的固有特点，大规模光伏接入对电力系统的安全稳定运行带来了严峻挑战。

传统光伏并网系统在电网发生故障时常采用被动脱网的保护策略，这种做法在光伏渗透率较低时尚可接受，但在高