光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)分析

王淵源+黃磊

摘 要：當(dāng)前環(huán)境污染問(wèn)題和能源危機(jī)問(wèn)題已經(jīng)成為各大產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石，新能源產(chǎn)業(yè)在這個(gè)時(shí)期取得了發(fā)展優(yōu)勢(shì)，新能源產(chǎn)業(yè)中太陽(yáng)能具有可再生、分布廣、無(wú)污染等特點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。其中的光伏電站已經(jīng)取得了迅速的發(fā)展，是一種環(huán)境友好、能有效緩解當(dāng)前電力系統(tǒng)用電壓力且能提供可靠性的電力資源。本文針對(duì)光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)和特性進(jìn)行了研究，通過(guò)不同角度對(duì)光伏電站接入網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行分析，簡(jiǎn)述了光伏電站電能質(zhì)量和技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：光伏電站；接入電網(wǎng)；特性；技術(shù)分析

0 引言

光伏電站自在我國(guó)應(yīng)用以來(lái)取得了較快的發(fā)展，從環(huán)保和低碳經(jīng)濟(jì)的眼光來(lái)看，光伏發(fā)電是重要的新能源，光伏電站的接入網(wǎng)技術(shù)在電能質(zhì)量、安全保護(hù)和通信系統(tǒng)方面都有著相關(guān)的技術(shù)規(guī)定。實(shí)現(xiàn)光伏電站的規(guī)模與用電負(fù)荷、電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)，才能使光伏電站具備可調(diào)控性，才能滿足電網(wǎng)靈活調(diào)度運(yùn)行的需求。電力企業(yè)應(yīng)重視對(duì)光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)的分析研究，補(bǔ)充技術(shù)缺陷，提高電網(wǎng)企業(yè)電網(wǎng)智能化和儲(chǔ)能水平。

1 光伏發(fā)電接入電網(wǎng)技術(shù)

（1）光伏電站的運(yùn)行特點(diǎn)

光伏電站主要依靠陽(yáng)光照射產(chǎn)生直流電，通過(guò)逆變裝置轉(zhuǎn)變成為交流電，逆變裝置除了完成電性之間的轉(zhuǎn)換外，還具有一定的保護(hù)功能和最大功率的跟蹤能力，是光伏電站的重要設(shè)備。優(yōu)良逆變器的選擇關(guān)系到光伏電站提供電能的質(zhì)量，為了減少諧波可能對(duì)電網(wǎng)造成的污染，國(guó)家電網(wǎng)規(guī)定逆變器輸出的正弦波電流所含的直流分量和高次諧波必須低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

（2）光伏電站的分類、接入電網(wǎng)方式和原則

我國(guó)光伏電站的分類是根據(jù)接入電網(wǎng)的電壓等級(jí)進(jìn)行的，通產(chǎn)分為大型光伏電站、中型光伏電站和小型光伏電站。通過(guò)66kV及以上電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏電站稱為大型光伏電站；通過(guò)10～35kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的是中型光伏電站；而小型光伏電站則是指通過(guò) 380kV 電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的光伏電站。

其中大型光伏電站是以專線接入電力系統(tǒng)的變電站，進(jìn)入公用電網(wǎng)，電壓等級(jí)一般在66kv以上；中型光伏電站接入公用電網(wǎng)方式為T(mén) 接方式，其容量一般不高于電網(wǎng)線路最大輸送量的30%；小型光伏電站的容量更小，一般不高于上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%，可直接接入380V配電電網(wǎng)。并網(wǎng)光伏電站的輸出功率受輻照度、溫度變化的影響時(shí)，會(huì)造成含光伏電站接入電網(wǎng)后配電網(wǎng)電壓經(jīng)常性波動(dòng)。

（3）光伏電站電能質(zhì)量和相關(guān)技術(shù)要求

光伏電站電能質(zhì)量的主要參考指標(biāo)主要有電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、電壓不平衡度，尤其是在高次諧波和直流分量方面更是應(yīng)當(dāng)予以重視，在國(guó)家電網(wǎng)這些方面都有相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。

光伏電站在技術(shù)要求主要包括以下幾點(diǎn)：①光伏電站應(yīng)具有有功功率調(diào)節(jié)能力和無(wú)功功率和電壓控制的能力；②大中型光伏電站應(yīng)具備一定的低電壓穿越能力；③在并網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)側(cè)設(shè)置可操作、靈敏度高的保護(hù)裝置，強(qiáng)化過(guò)電流保護(hù)、逆功率保護(hù)功能等；④此類室外發(fā)電設(shè)備必須具有符合規(guī)定的防雷接地裝置；⑤通過(guò)設(shè)置通信信號(hào)裝置建立光伏電站與電力調(diào)度部門(mén)間的聯(lián)系。

2 光伏電站接入電網(wǎng)難點(diǎn)綜述

并網(wǎng)逆變器是光伏電站的重要設(shè)備，光伏電站接入電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)都與并網(wǎng)逆變器有著密不可分的聯(lián)系，主要包括并網(wǎng)逆變控制技術(shù)、光伏方陣的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)以及孤島檢測(cè)技術(shù)等。要實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站接入電網(wǎng)的準(zhǔn)確模擬和深入仿真研究，就必須對(duì)逆變器的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行深入了解，進(jìn)一步掌握和實(shí)現(xiàn)接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)為光伏電站實(shí)際運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析提供基礎(chǔ)。

由于輻照度、溫度變化等對(duì)并網(wǎng)光伏電站的輸出功率都會(huì)造成一定影響，會(huì)造成接入電網(wǎng)后配電網(wǎng)的電壓不穩(wěn)定。光伏電站接入電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，可以保障配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，相應(yīng)的降低電壓無(wú)功調(diào)節(jié)裝置在配電網(wǎng)中的動(dòng)作的頻繁性。

逆變控制策略時(shí)光伏電站關(guān)鍵技術(shù)的研究重點(diǎn)之一，關(guān)系到光伏電站接入電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。對(duì)光伏電站逆變控制策略的研究要結(jié)合現(xiàn)代現(xiàn)金的控制理論以及其先進(jìn)的算法體系，通過(guò)對(duì)接入電網(wǎng)運(yùn)行中的相關(guān)參數(shù)分析，確定合適的控制策略。

發(fā)展光伏發(fā)電是國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略，電力部門(mén)應(yīng)將光伏電站接入電網(wǎng)納入日常的工作議程，同時(shí)建立電網(wǎng)企業(yè)考核制度，使電力部門(mén)能積極主動(dòng)地吸納光伏電站，從而進(jìn)一步完善光伏發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)，提高電網(wǎng)智能化和儲(chǔ)能水平。

3 結(jié)語(yǔ)

光伏發(fā)電在我國(guó)已經(jīng)成為一種很重要的可再生能源的利用形式，為了使電網(wǎng)有效地接納光伏發(fā)電，光伏發(fā)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)技術(shù)研究的開(kāi)展顯得尤為重要，電力系統(tǒng)及相關(guān)部門(mén)應(yīng)認(rèn)識(shí)到應(yīng)用可再生能源是國(guó)家發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、改善環(huán)境、節(jié)能減排、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，重視光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。

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