光伏发电接入系统设计要点及方法.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文光伏发电接入系统设计要点及方法光伏发电接入系统设计要点及方法 摘要：光伏发电是一种清洁的能源，既不直接消耗资源，同事又不释放污染物、废料，也不产生温室气体破环大气环境，也不会有废渣的堆放、废水的排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色可再生能源。本文结合工程实践，描述了太阳能光伏发电接入系统的基本组成，分析了光伏发电接入系统设计中的大要点，提供相应的应对办法。 关键词：光伏发电；接入系统；潮流；谐波；短路 中图分类号：TB857文献标识码： A 文章编号： 1前言 为应对日益逼近的化石能源资源逐步走向枯竭，保护人类赖以生存的地球的生态环境，全球各国能源政策逐渐向洁净能源倾斜，全球光伏产业规模增速很快。从全球累计装机规模变化看，2001年全球光伏产业仅有1672MW，但是到2008年已经增加至14534MW，规模扩大超过10倍，年复合增长率在40%以上，2009年全球光伏产业规模突破20000MW，2010年达到了27314MW。因此，研究太阳能光伏发电系统的设计问题，使光伏发电以最经济、安全、可靠的方式向用户提供电能，是很有必要的。 2太阳能光伏发电系统的组成 本文主要讨论的内容是并网型太阳能光伏发电系统接入系统设计，离网型太阳能光伏发电系统在这里不作详细讨论。 并网型光伏系统一般由光伏组件、并网逆变器、计量装置及上网配电系统等组成。而接入系统一般指从并网逆变器交流侧至主电网原有配电设备连接点之间的设备，主要包括：交流电缆、升压变压器（采用10kV或更高电压等级并网时使用）、汇流配电装置、计量装置、并网配电装置等。 3并网型光伏发电接入系统设计问题 （一）接入系统方案拟定的原则 根据电力系统设计技术规程、电力系统技术导则和光伏系统并网技术要求中相关要求，并结合项目具体情况，接入系统方案需遵循考虑以下原则： A）光伏发电系统与公共电网联接时通过变压器等进行电气隔离，形成与公共电网市政供电线路之间明显的分界点； B）保证光伏发电系统的发电容量在上级变压器容量的20%以内； C）设置相应的并网保护装置，一旦出现光伏发电系统和公共电网异常或故障时，能够自动将光伏系统与电网分离； D）应综合考虑光伏发电系统规模、输电距离、供电系统中的地位与作用、近区配网结构和原有电压等级配置等因素。 （二）供电现状分析 以下为某光伏项目供电现状分析的例子： 表2-1会展用电负荷情况 （三）电力电量平衡 接入系统设计过程中，根据上述用户用电统计分析情况，结合光伏系统实际 容量，对光伏电量与地区用电负荷在各种情况下的平衡情况作分析。下表A区为例进行分析： 表3-1A站电力平衡结果表 注：1)光伏电站晚上不发电，故仅对白天负荷进行平衡。（下同） 2）A站盈余电力将通过A区7号电房的进线倒送至110kV会展站10kV的I段母线 （四）电气影响分析 1) 潮流问题分析 接上述案例，在有较大规模会展时，A站、B站和C站所发电能均能被接入点电房的用电负荷消纳；在无会展或者会展规模很少的时候， A站和B站的#1分站光伏出力将上送至110kV会展站，上送的电能可以被110kV会展站10kV母线所带负荷消纳掉，不会继续上送至110kV电网；B站的#2分站和C站光伏出力将上送至110kV琶洲站，上送的电能被110kV琶洲站10kV母线所带负荷消纳掉，不会继续上送至110kV电网。因此，系统接入后，110kV琶洲站F7和F23电力由单方向流动变为双方向流动。 2) 系统电压偏差分析 除设备故障因素以外，发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率不稳定。应考虑在最严重情况下，发电最大输出功率时突然切机对系统接入点电压造成的影响。根据相关规定，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T12325的规定，太阳能发电系统投切时公共电网波动满足国家有关标准，并以+5%-5%（10kV）进行校核。 3) 短路电流影响分析 逆变器通过触发相位的控制来实现快速和多种方式的调节，当被并网的交流系统短路故障，控制系统将瞬间关断逆变器的输出，即光伏发电系统不会向交流短路点提供短路电流。 4) 短路比分析 并网逆变器具有快速调节特性，对于弱电电力系统，这一特性极易引起暂态电压稳定问题。为避免分布式电源对电网电压产生大的波动，城市电力网规划设计导则要求分布式电源短路比（指接入点短路电流与分布式电源机组的额定电流之比）不低于10。根据表4.3-1各光伏子系统短路电流计算结果，分别计算出各光伏子系统的短路比：A站为257、B站#1分站为245、B站#2分站为67、C站为173。短路比越大说明并网节点与系统电源点的电气距离越小，联系越紧密。 5) 谐波问题分析 光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再由并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，然后升压到10kV送入电网。逆变器在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生谐波。根据电能质量 公用电网谐波GB/T 14549-1993对公用电网谐波电压限值及谐波电流允许值的规定，分别见表4.5-1、表4.5-2。 表4.5-1 公用电网谐波电压限值 表4.5-2 注入公共连接点的谐波电流允许值(基准短路容量100MVA) 4.结语 太阳能光伏发电很可能在未来我国的新能源供应中占据重要地位，深入探讨光伏发电的相关