论分布式光伏电站并网的工程应用-solarbe文库

资源描述：

电力科技2015.11 ︱ 229 ︱论分布式光伏电站并网的工程应用论分布式光伏电站并网的工程应用朱晓东李晓（江苏佳讯太阳能电力设计院有限公司）【摘要】随着科学技术不断几部，光伏发电技术得到长足发展，光伏电池效率也因此稳步提升。光伏电站无论从无论从其发展建设速度以及规模上都已经突飞猛进，并为人类发展所面对能源危机问题以及电力需求紧张问题提供一定解决方式。光伏电站网运行为核心构建基于分布式光伏电站而成的并网运行工程师解决能源问题的重要方法，本文就光伏电网并网的工程应用进行分析。【关键词】分布式；光伏电站；并网运行工程随着人类文明不断不断进步，各种不可再生资源被不断消耗，能源形势日益严峻，在此情况下各种清洁能源定义被提出，人们开始研究寻找各种新能源，太阳能在各种新能源中的再生优势以及清洁优势都是顶级的。我国地域辽阔，大多数地区日照时间长，太阳能资源丰富，具有发展光伏发电的基础。自上世纪 70 年代以来，我国开始对光伏发电问题进行研究，并在上世纪 90 年代取得一定成就。分布式光伏电站并网工程是实现光伏发电的重点所在。 1 孤岛问题光伏电站是一种新的发电方式，该种方式主要建立在分布式电源基础上，主要以网逆变器装置为载体，从而实现并网运行，因此为保障并网运行的安全可靠性必须为整体分布式光伏电站并网工程展开孤岛效应保护。发电站电力系统运行过程中可能出现一些问题，此时可能会形成孤岛效应。所谓孤岛效应主要指电力系统运行过程中会受到一些失压因素影响刚，此种状况下，电力系统电网中一部分系统仍旧能够进行持续供电作业，由此可见从电力系统持续供电上来说，当一些大型电网停电进行一些故障检修往往会出现跳闸事故，因此在并网运行状况下的分布式光伏电站系统难以检测到停电状况，因此从安全角度来看需要将自身系统从整个电网系统中断开，因此无论相对于整个系统还是当地区域性负载系统均无法对已进形成孤岛的部分系统进行控制。建立于分布式光伏电站并网工程的孤岛效应可能会造成一些严重后果，主要有以下几个方面。一是并网工程出现孤岛效应可能造成电网系统长期处于负载运行状态，在此基础上极易造成工作人员人身安全问题。二是并网工程孤岛效应可能造成缺乏大电网支持导致其供电电压以及供电频率频率稳定性难以得到保障，从而无法保持其安全性。三是电网系统恢复运行后其光伏供电系统在重新并网的过程中出现相位不同步状况，由此可能造成电流冲击问题逐渐突出。四是并网工程由于孤岛效应导致部分电网由于形成孤岛无法被相关监督部门有效管理，逐渐处于失控状态，具有较大潜在问题。基于孤岛问题可能造成的影响分布式光伏电站并网工程防孤岛效应可以从两个方面入手，可将这两个方面总结为主动式以及被动式保护。主动式保护主要指主动是主要有频率偏离保护、无功功率变动保护、有功功率变动保护、电流脉冲注入引发阻抗变动保护四种方式，这四种方式的主要以检测手段对输出功率进行干扰从而达到保护目的。被动式保护主要有电压相位跳动保护、3 次电压谐波变动保护、频率变化率保护三种模式，这三种方式的共同点主要是在不影响输出特性的基础上对电路进行检测和保护的目的。 2 谐波保护分布式光伏电站并网工程运行过程中需要大量各种类型电子元件的支持，只有这样才能促进逆变器有效运行。从分布式光伏电站并网工程运行角度而言，通过逆变器作为载体来实现交直流电转换中可能产生谐波，因此所选择逆变器质量好坏会在一定程度上影响并网工程对应的电能质量。从实际调查表明光伏并网电站谐波电压以及谐波电流允许取值范围主要受到以下几个因素影响，首先是配电系统的运行特性，不同运行特性可能对其范围造成一定波动。其次是配电系统供电类型，当配电系统供电类型不同会造成谐波电压或电流值出现浮动。此外配电系统所对应负载设备运行模式也会影响谐波电压以及谐波电流取值，最后是供电网络现行标准允许的谐波电流、电压范围。本文在对分布式光伏电站并网工程运行进行研究过程中所有问题均按照光伏发电站接入电力系统技术规定展开。光伏发电站接入电力系统技术规定中对于分布式光伏电站并网工程运行中相关规定应得到贯彻实施，对分布式光伏电站并网工程运行基础上光伏发电站的多有公共连接点注入的谐波电流进行有效限制。此外对谐波数值的限制还应体现在将公共连接点偶次谐波限制在 25％奇次谐波范围内。从供电企业的角度而言在分布式光伏电站并网工程运行过程中需要定期对其进行谐波数据测试，保证电压质量稳定性。3 短路比问题分布式光伏电站并网工程运行中需要发挥逆变器的快速调节性能优势，尤其是对于弱电系统而言，逆变器装置的快速调节性能可能诱发暂态电压稳定。为确保分布式光伏电站并网工程运行稳定性需要对电网系统电压进行一些抑制，最大限度限制其波动影响。对分布式光伏电站并网工程而言，需要对电源短路比进行明确规定，制定相关标准，当前分布式光伏电站并网工程具体取值主要为接入点短路电流相比于电源机组额定电流实际比值应控制在不小于 10.0。 4 工程实例分析本工程中所有装机容量为 5*5MWP，预计每年发电量为 3000 万KWH，该工程光伏系统电系统电压为 3801V，并网于临近某 110kV变电站 10kV母线所用变低压侧。储能系统 1 套主要为 80kw/160kwh磷酸铁锉电池，并网与电站所配两台配电变压器低压侧母线。分布式光伏电站并网工程中每个 SMWp光伏阵列都需要将其电压逆生至10kv 电压。光伏电站发出的电力需要在线路上进行消耗，其他多余电力则将其输送至 110KV变电站进行分配。 4.1 电气及继电保护本工程的分布式光伏电站并网工程以太阳能电池阵列为主，实际工作过程中输出的为直流电，并经过汇流、逆变、升压等特殊处理过程后连接到公用电网中。由于本工程的总容量为 5*5000KW，如果将逆变过程中的电能损失忽略不计，实际工作电流主要为 1440A。该工程中含有光伏电站的部分系统在发生短路故障时可将其电流分为由交流系统提供以及光伏发电系统提供的短路电流。短路电流大小主要同伏发电出力、逆变器参数等相关因素有关，根据分布式光伏电站发电原理，光伏系统的直流功率可认为是恒定不变的，因此当短路情况发生后会导致母线电压急剧下降，在功率恒定情况下，逆变器输出电流将会骤增，逆变器出现保护动作，关闭系统输出。线路是变电站的重要组成部分，在分布式光伏电站进行极端保护时需要将变电站内部继电保护装置与变电站的实际运行性状态紧密结合起来，建立相互合作的系统，并根据价格进行相关配置。对线路的保护不仅仅是实现与 GOOSE网连接进行信息的交换，还能够实现与单元智能终端一一对应连接的功能。系统实际运行过程中并不是采用 GOOSE进行数据的传输，而是通过将采集打的数据直接传输到终端的方式，由此时间对相应闸刀的控制。控制过程中通过电子互感器连接母线和子线，在接收到控制信号后将进行单元合并操作，之后再将控制信号通过数字信号的方式传送至 SV单元，以此实现对线路监测保护的功能。 5 结束语分布式光伏电站并网工程是是能源危机时代一种重要电能转化方式，能够缓解当前能源问题，光伏并网系统主要优势是能偶实现空旷场地高等级电网系统的可靠连接，在工程应用过程中需解决一些现有问题，促进光伏电站并网工程不断发展。参考文献 [1] 陈波 . 分布式光伏电站并网的工程应用思路探讨 [J]. 电力技术探讨 , 201412. [2] 修应俊 . 浅析分布式光伏电站并网的工程应用 [J]. 能源电力 ,20143.