太陽能光伏電站并網(wǎng)條件調(diào)控特性及其對電網(wǎng)的影響

摘要：大中型光伏電站還具備相應(yīng)的電源特性和頻率異常響應(yīng)特性，能夠在一定程度上參與電網(wǎng)的電壓和頻率調(diào)節(jié)，具備的耐受電壓異常的能力，避免在電網(wǎng)電壓異常時脫離，引起電網(wǎng)電源損失。 　　一、光伏電站接入電網(wǎng)的技術(shù)要求 　　按照電壓等級對并網(wǎng)光伏電站分為三類：小型光伏電站（接入電壓等級為0.4kV）、中型光伏電站（接入電壓等級為35kV）和大型光伏電站（接入電壓等級為66kV以上）。根據(jù)是否允許通過公共連接點(diǎn)向公共電網(wǎng)送電，可分為可逆和不可逆的接入方式。 　　對并網(wǎng)光伏電站電能質(zhì)量的要求遵循以下標(biāo)準(zhǔn)： 　　GB/T1459-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》； 　　GB/T12325-2008《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》 　　GB/T12326-2008《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》 　　GB/T15543-2008《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》 　　光伏電站并網(wǎng)運(yùn)行時，向電網(wǎng)饋送的直流電流分量不超過其交流額定值的0.5%。 　　大中型光伏電站還具備相應(yīng)的電源特性和頻率異常響應(yīng)特性，能夠在一定程度上參與電網(wǎng)的電壓和頻率調(diào)節(jié)，具備的耐受電壓異常的能力，避免在電網(wǎng)電壓異常時脫離，引起電網(wǎng)電源損失。 　　二、光伏電站接入電網(wǎng)必須滿足以下條件 　　1.光伏電站必須在逆變器輸出匯總點(diǎn)設(shè)置易于操作、可閉鎖、且具有明顯斷開點(diǎn)的并網(wǎng)總斷路器，以保證電力設(shè)備檢修維護(hù)人員的人身安全。 　　2.光伏電站和并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備的防雷和接地應(yīng)符合國家電網(wǎng)公司規(guī)定要求，光伏電站接地網(wǎng)接地電阻合格，接地電阻應(yīng)按規(guī)定周期進(jìn)行測試。 　　3.光伏電站或電網(wǎng)異常、故障時為保護(hù)設(shè)備和人身安全，應(yīng)具有相應(yīng)繼電保護(hù)功能，保護(hù)電網(wǎng)和光伏設(shè)備的安全運(yùn)行，確保維護(hù)人員和公眾人身安全。光伏電站的保護(hù)應(yīng)符合可靠性、選擇性、靈活性和速動性的要求。 　　4.光伏電站的過流與短路保護(hù)、防孤島能力、逆變率保護(hù)、恢復(fù)并網(wǎng)等應(yīng)滿足國家電網(wǎng)規(guī)定的要求。 　　5.光伏電站的二次用直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配置及蓄電池的放電容量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)程的技術(shù)要求。 　　6.光伏電站的電能質(zhì)量滿足規(guī)程要求，電壓諧波和波形畸變、電壓偏差、電壓波動和閃變、電壓不平衡度、直流分量在規(guī)定的范圍內(nèi)。 　　7.光伏電站的安全自動裝置應(yīng)按規(guī)定配置齊全。 　　8.光伏電站至電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)具備獨(dú)立路由的可靠通信通道。 　　9.光伏電站應(yīng)當(dāng)在并網(wǎng)運(yùn)行6個月內(nèi)聘請具備相應(yīng)資質(zhì)的測試單位進(jìn)行本光伏電站運(yùn)行特征測試，并向電網(wǎng)企業(yè)提供運(yùn)行特征測試報告，測試內(nèi)容應(yīng)滿足國家電網(wǎng)的規(guī)定要求。 　　10.光伏電站應(yīng)具備以下資料，并按要求向調(diào)度機(jī)構(gòu)報送：光伏逆變器系統(tǒng)及輸出系統(tǒng)的主要設(shè)備技術(shù)規(guī)范、技術(shù)參數(shù)；涉網(wǎng)的繼電保護(hù)及安全自動裝置圖紙、說明書、調(diào)試報告；調(diào)度自動化設(shè)備技術(shù)說明書、技術(shù)參數(shù)以及設(shè)備驗(yàn)收報告；運(yùn)動信息（包括電流互感器、電壓互感器變比及遙測滿刻度值）相關(guān)技術(shù)資料；電氣一次系統(tǒng)圖、現(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程。 　　三、光伏電站并網(wǎng)發(fā)電特性 　　1.光伏發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性和明顯周期性的特點(diǎn)，目前還不能準(zhǔn)確預(yù)測，不能參與電力平衡進(jìn)入發(fā)電計(jì)劃安排。光伏發(fā)電電力消納只能按《可再生能源法》的要求，并網(wǎng)后由電網(wǎng)公司全額收購； 　　2.光伏發(fā)電只在白天發(fā)電，夜間輻射度為零，出力也為零。日出后太陽輻射逐漸增強(qiáng)，到中午時分達(dá)到高峰，光伏電站也隨著輻射增強(qiáng)而出力增強(qiáng)，中午時分出力最大； 　　3.當(dāng)光伏電站有出力時，電網(wǎng)中的其它電源需要調(diào)整出力，讓出負(fù)荷由光伏發(fā)電供電。受天氣影響，在光伏發(fā)電出力迅速下降時，必須由其它常規(guī)能源為其有功出力提供補(bǔ)償調(diào)節(jié)，以保證對用電負(fù)荷持續(xù)、可靠、安全地供電； 　　4.光伏發(fā)電功率的波動，完全依據(jù)天氣狀況隨機(jī)變化，比電網(wǎng)正常的負(fù)荷變化快很多，當(dāng)有云層飄過可以使光伏電站出力迅速減少高達(dá)70%; 　　5.為光伏發(fā)電準(zhǔn)備的可調(diào)容量，不能靠臨時性的起停機(jī)完成，而是處于旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)。光伏發(fā)電裝機(jī)容量越大，為此準(zhǔn)備的旋轉(zhuǎn)備用也就越大； 　　我國太陽能發(fā)電呈現(xiàn)出“大規(guī)模集中開發(fā)，中高壓接入”與“分散開發(fā)、低電壓就地接入”并舉的發(fā)展趨勢，采用“集中開發(fā)、高壓送出”模式開發(fā)的大規(guī)模光伏電站多集中在西北、華北等日照資源豐富荒漠和半荒漠地區(qū)，而這些地區(qū)一般是地域范圍廣，本地用電負(fù)荷小，因此建設(shè)的光伏電站的電力需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送。 　　四、光伏電站并網(wǎng)發(fā)電對電網(wǎng)的影響 　　1.光照資源的隨機(jī)性、間歇性、周期性會使光伏電站發(fā)電對電網(wǎng)產(chǎn)生較大沖擊； 　　2.光伏發(fā)電通過電力電子逆變器并網(wǎng)，易產(chǎn)生諧波和三相電流不平衡，輸出功率隨機(jī)性易造成電網(wǎng)電壓波動閃變； 　　3.當(dāng)光伏發(fā)電在電源中的比例不斷增加時，將影響電網(wǎng)的調(diào)峰能力； 　　4.隨著光伏電站數(shù)量和規(guī)模的不斷增加，光照波動和周期性變化引起輸電線路電壓升高，長距離輸電的電壓穩(wěn)定性問題； 　　5.光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)，使配電網(wǎng)系統(tǒng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流和短路電流大小、流向以及分布特性將發(fā)生改變； 　　6.光伏發(fā)電系統(tǒng)在線路發(fā)生故障，影響繼電保護(hù)以及重合閘的動作。