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电能质量新课题——光伏并网
添加时间:2018-01-14

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新能源新课题


光伏发电系统通常分两大类:一是独立光伏发电系统,二是并网光伏发电系统。前者主要用于偏远地区,解决缺电困境;后者可以直接并网,也可以自发自用、余电上网,并且电网为用户提供备用。据悉,全世界的并网光伏发电系统比例已达80%以上,光伏并网无疑是一种未来发展趋势,由此也带来一系列的电能质量问题。

“光伏发电系统并网所产生的电能质量问题主要包括谐波、电压波动、闪变等,影响有功及无功潮流、频率控制等特性。”西安交通大学教授卓放告诉记者。

据介绍,由于受天气、环境温度、光伏板安装位置等因素影响,光伏电站的输出功率会有所变化,最大变化率甚至超过额定量的10%,因此产生了发电量的不稳定问题,会对馈入电网的谐波产生影响。

光伏电站的并网需要应用到逆变器,这一产品的控制技术与光伏发电馈入电网的品质也密切相关。目前,为最大利用逆变器容量和最大发电量,厂家会将并网逆变器的功率因数设定在0.99。但随着光伏电站装机容量的增加,由于光伏发电的功率波动性,逆变器的高功率因数运行对电网的稳定性造成威胁,有功不变时,无功几乎不能调节,需要额外的无功来维持电压。另外,逆变器输出轻载时,谐波会明显变大,在10%额定出力以下时,电流的总谐波畸变率甚至会达到20%以上。

在有些光伏电站可能会采用多个逆变器控制运行,也可能会遇到多台逆变器之间的孤岛保护问题。当光伏电站容量相对于负载比例小时,电网消失后,电压、频率会快速衰减,孤岛可以被准确检测。但当光伏电站容量加大后,特别是电站所采用并网逆变器由不同厂商生产、属于不同类型时,可能会互相干扰,在出现发电功率与负载基本平衡时,孤岛检测的时间会明显增加,甚至可能出现检测失败。


北极星智能电网在线讯




 


:对于电能质量治理领域而言,一个新市场正在兴起,那就是光伏发电市场。它已经替代风电成为迅速成长的新兴市场。

毫无疑问,我国光伏行业正在经历一场艰难的调整。经济低迷以及多国发起的“双反”调查,让其一直以来赖以生存的原有国际市场岌岌可危;过度扩张、市场萎缩双重作用下爆发的产能过剩也让其产品价格直线下降,经营举步维艰。但也正是如此,才激发了国内光伏市场的快速启动。国家出台了一系列从规范光伏行业发展到鼓励光伏电站建设、并网的的扶持政策,我国国内光伏电站建设市场大幕开启。

 

课题名称

国内现状

国外现状

分布式电源接入对配电网影响的综合评估研究

· 开展了分布式光伏接入对电压分布、网络损耗的仿真分析,以及相关不利影响的控制策略研究,包括提高出力预测精度、加强安全性分析等;

· 进行了分布式电源引发的配电网电能质量问题及治理措施研究等;

· 开展了包括配电网供电质量、供电能力、供电安全性、电网投资、用户满意度和资源环境等指标的配电网综合评估研究

配电网接纳分布式电源适应性研究

国内外对于分布式电源接入涉及的网架规划、馈线自动化、通信系统建设均已做了较多研究,已实现配电网对分布式电源的集群控制、参与电网调峰,大量光伏渗透的电压协调控制等技术。对于分布式电源并网和管理方面也出台了众多规范及鼓励措施

分布式电源并网保护技术研究与开发

目前,国内研究机构在反孤岛保护,基于电压约束的孤岛划分、准入容量的分析、分布式电源对配电线路保护协调方面的影响分析等方面有部分研究

国外在该方面研究更为成熟,制定了IEC 61727、IEC 61683、 IEEE 1547等新能源并网技术标准,均对分布式电源及微网并网保护做了相关规定

分布式电源并网电能质量控制技术研究与开发

我国已建立了多项电能质量标准,并已启动《分布式电源配电网并网标准》的编制工作。另外,中国电科院及国内多家高校对分布式光伏并网引起电压波动、谐波等电能质量问题展开研究,并提出治理措施

国外有关分布式电源电能质量控制的研究更为成熟,开发了用于规划、运行控制、培训仿真、能量预测与电能交易的新方法和工具

 

 

表1 国内外分布式光伏并网及电能质量的热点技术研究现状

而一旦并网就意味着电站所发电量需要满足电力系统的质量要求,作为一种不稳定的可再生能源,光伏发电为电能质量治理开设了新课题。