文档介绍：光伏电站并网技术问题探析
摘要光伏发电与常规发电最大的区别是不存在转动惯量和阻尼,逆变器决定其运行控制特性。光伏发电的大规模接入对电网的安全稳定分析提出了新的挑战。本文在分析光伏电站接入电网方式和制约条件的基础上,探讨了分布式并网光伏电站防逆流问题。对于光伏电站的安全稳定运行及无缝接入电网具有积极的意义。
【关键词】光伏发电逆变器接入防逆流谐波
光伏电站主要由太阳能电池组件、接线箱、组件支架、并网逆变器、直流配电系统、交流配电系统、线缆配件、数据采集及数显系统、防雷接地系统、电网接入系统等构成,如图1所示。太阳能电池分成若干阵列,经光照后输出直流电力,通过逆变器逆变为交流输出,汇集后并入电网。
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对光发电影响最大的因素是光照和线路电压超限。光伏电站规模的日益庞大,长距离输电的电压稳定性以及光伏发电接入引起的电网供电质量成为制约光伏发电建设和开发的重要瓶颈。
1 光伏电站并网方式的选择
(a) 专线接入方式
(b)支接方式
图2:光伏电站并网方式
光伏电站并网方式有专线接入和支接两种方式,如图2所示。专线接入方式要求变电站间隔的设备齐全,输电线应进入其内。支持接入方式从一条线路或环网柜引出分支输电,而不是从变电站间隔内引出。分支点没有断路器、CT等电气设备。光伏电站采用专线接入系统,运行管理相对简单。而光伏电站支接入某条馈线,单电源线路变化成为双电源线路,增加了运行检修难度。由于配网运行方式的变化较大,伴随着被支接线路或其他相关线路运行方式的变化,可能会导致不同的多条线路由单电源线路变成双电源线路,这也大大增加了运行管理难度。
光伏电站通过支接方式接入,则可能使配电网原有保护失去作用。对电流保护造成影响,可能会导致本线路保护动作的灵敏性降低,也可能会导致本线路保护误动作以及相邻线路的瞬时速断保护失去选择性。逆功率流对计量装置造成影响,可能致使原线路潮流反向流动,需要改造原有计量装置。更严重的情况是,配网运行方式改变后,其它线路的计量也会涉及到该问题,需要随之更换。
由以上分析可见,光伏电站通过专线接入对电网影响较小。但是,大量的专线接入对电网资源(间隔资源等)需求过大,在接入设计中,应进行详细的技术经济方案论证,经济性具有较大优势的情况下,也可采用支接方式接入电网,在其投入运行后,加强管理,以减少对配电网的影响。
2 分布式并网光伏电站防逆流
光伏逆变器在将光伏组件产生的直流电变换成交流电时,会夹杂有直流分量和谐波、三相电流不平衡、输出功率不确定性等,目前基本没有采取有效的治理手段,因此,当有发电功率送往公用电网时,就会对电网产生谐波污染,易造成电网电压波动、闪变等,如果有许多这样的发电源向电网输电时,会导致电网电能质量严重下降。所以这类光伏发电系统必须配套加装防逆流设施,来防止逆功率
的发生。
简单的防逆流,就是加装逆功率继电器,监视并网点的功率,当出现逆功率时,就切断光伏逆变器发电回路,要恢复光伏逆变器的发电,只能是人工干预。这种防逆流方式会造成光伏发电系统的极大浪费。
智能防逆流设施,应同时具备如下两个功能:(1)防止逆功率的发生;(2)使光伏发电系统发