分布式新能源发电接入电网研究.ppt

1、,分布式新能源发电接入电网研究,中国电力科学研究院新能源研究所石文辉 杭州 2010.10.23,2,目录,3,新能源发电并网情况,气候改变、政策激励、可再生能源消费量配额以及成本下降，四大因素驱动新能源快速发展。,根据国家新能源产业振兴规划草案，2020年我国风电总装机容量将达1.5亿千瓦，光伏发电的装机总量将达到2000万千瓦。,我国风能、太阳能等新能源资源丰富，新能源的发展潜力十分巨大。,我国风电呈现出“建设大基地，融入大电网”的发展趋势，光伏发电呈现出大规模集中接入和分布式分散接入的特点。,并网新能源发电容量的增加给电网的规划、运行、安全带来挑战。,4,风电出力特性,风电场输出功率的日

2、变化曲线,风电场输出功率的月变化曲线,风电场10分钟出力变化的概率分布,5,光伏出力特性,晴天,多云天,连续一周,6,光伏出力特性,实测结果，出力出现快速变化。,短时间出力变化大于60,多云天气,晴朗天气,7,光伏出力特性,实测天气条件下，理想模型的光伏电站出力分析； 考虑夜间，出力分布10%占大部分； 不考虑夜间，出力范围很广，从4090峰值出力的概率都在10以上。,考虑夜间,不考虑夜间,8,光伏出力特性,最大出力时间集中在12点到15点（北京时间）,9,光伏出力特性,光伏发电的出力特性是由光资源的特性和发电设备的特性决定的。 光资源的特性：规律性、间歇性、波动性 发电设备的特性：逆变器谐波

3、及抗过流能力差、光伏电池电磁暂态无惯性,10,分布式新能源发电并网仿真,光伏发电出力与负荷的相关性,11,分布式新能源发电并网仿真,光伏接入系统方案,12,分布式新能源发电并网仿真,光伏电站对系统无功电压的影响,电压先升高后降低，变化幅度不大,电流源并网,13,分布式新能源发电并网仿真,规划屋顶光伏的四个行政村接入10kV电网图,研究算例：,14,分布式新能源发电并网仿真,光伏电站对系统无功电压的影响,光伏接入前后10kV母线电压变化曲线,15,分布式新能源发电并网仿真,越限！,由于光伏阵列的出力减轻了35kV变向各行政村10kV线路的有功功率，光伏的接入后电压大幅升高 。,16,分布式新能源

4、发电并网仿真,接入引起电压越限解决方案：,在变压器10kV母线侧进行集中补偿； 在变压器400V侧进行集中补偿； 在400V/220V线路末端补偿电抗器； 限制光伏出力； 每户逆变器进行电压调节； 集中控制，建立中央主控系统。,17,分布式新能源发电并网仿真,18,分布式新能源发电并网仿真,光伏电站对系统潮流的影响,光伏接入前后变压器有功功率变化曲线,光伏接入使得35kV变压器一天内潮流变换方向两次。,19,分布式新能源发电并网仿真,并网光伏电站短路特性,采用无功功率控制器，逆变器提供的短路电流主要是有功分量，其大小主要取决于故障前的有功功率和故障期间逆变器交流母线电压。,20,分布式新能源发

5、电并网仿真,并网光伏电站短路特性,采用交流电压控制器，逆变器可以提供一定大小的无功功率提高交流电压，短路电流主要是无功分量。,21,分布式新能源发电并网仿真,光伏发电接入前后线路2各点短路电流,22,线路前端发生短路时流过保护的短路电流要高于光伏接入前的数值，线路后端发生短路时流过保护的短路电流要低于光伏接入前的数值，造成保护灵敏度降低，保护范围减小。 对其他10kV线路短路电流有一定的助增作用，可使得其他线路保护更加灵敏。 为了防止中午光伏发电出力较大以及外部电网短路时经过变压器电流较大，从而引起保护误动作，需将保护更换为方向性保护。,分布式新能源发电并网仿真,23,分布式新能源发电并网仿真

6、,光伏电站接入对电能质量的影响,光伏电站接入电网后主要电能质量问题是谐波。谐波注入是否合格是由接入点的短路容量、接入光伏电站的容量以及逆变器注入电网的谐波电流决定的。,仿真计算和运行测试表明，大型光伏电站或者在电网较薄弱区域的分布式光伏电站，即使逆变器的谐波注入量较小，电站的谐波注入也有可能是超标的。,24,并网标准,分布式电源接入电网技术规定 GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性 SJ/T 11127-1997光伏（PV）发电系统过电压保护导则 国家电网公司光伏电站接入电网技术规定 GB/Z 19963风电场接入电力系

7、统的技术规定 Q/ GDW 392-2009 风电场接入电网技术规定,分布式新能源发电并网仿真,25,新能源发电功率预测,新能源发电功率预测技术,26,开发了国内首套具有完全自主知识产权的风电功率预测系统 WPFS1.0,新能源发电功率预测技术,27,新能源发电功率预测技术,光伏发电预测,可单独运行；也可将光伏发电功率预测系统嵌入风电功率预测系统，与风电功率预测系统联合运行。 宁夏、上海电网光伏发电预测系统已投入运行。,28,新能源发电功率预测技术,上海世博园智能电网综合示范工程 - 新能源接入综合系统,以上海现有的4座风电场、6座光伏电站、3个储能基地、7个电动汽车充电站和两个三联供分布式发电站为研究对象，首次整合了新能源发电、常规火电、储能系统和电动汽车充放电站系统，实现了多系统统一调度下的整体互动和协调控制。,29,结语,分布式新能源发电接入将对