王天祎

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 山東濟(jì)南 250000

并網(wǎng)型分布式光伏電站一般是指將太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合公共電網(wǎng)要求的交流電后直接接入公共電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)型分布式光伏電站主要由太陽(yáng)能電池組件、并網(wǎng)逆變器和監(jiān)控系統(tǒng)三大部分組成。

1 電站并網(wǎng)接入對(duì)電網(wǎng)的影響

1.1 電能質(zhì)量問(wèn)題

光伏電站通過(guò)逆變器并網(wǎng)，易產(chǎn)生諧波、三相電流不平衡；光伏電站輸出功率的隨機(jī)性易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變；光伏電站在用戶側(cè)接入電網(wǎng)，電能質(zhì)量問(wèn)題直接影響用戶的電器設(shè)備安全。

1.2 電網(wǎng)調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題

太陽(yáng)能資源具有間歇性、周期性、波動(dòng)性等特點(diǎn)。當(dāng)光伏發(fā)電在電源中的比例不斷增大的時(shí)候，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰的影響將愈加顯著。

1.3 配電網(wǎng)的運(yùn)行控制問(wèn)題

光伏電源接入配電網(wǎng)，使配電系統(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、流向及分布特性均發(fā)生改變，原有的調(diào)壓方案不能滿足接入光伏電源后的配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)要求。因此必須評(píng)估光伏電源對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響，研究新的調(diào)壓策略。在線路發(fā)生故障后，繼電保護(hù)及重合閘的動(dòng)作行為都會(huì)受到光伏電源的影響，對(duì)基于斷路器的三段式電流保護(hù)的影響最為顯著，可能導(dǎo)致本線路保護(hù)的靈敏度降低及拒動(dòng)，本線路保護(hù)誤動(dòng)，相鄰線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)并失去選擇性，重合閘不成功等。光伏電源與系統(tǒng)電源脫離后，還存在孤島運(yùn)行引起的威脅線路維護(hù)人員人身安全、孤島內(nèi)部的保護(hù)裝置無(wú)法協(xié)調(diào)等問(wèn)題[1]。

2 光伏電站接入電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 工程概況

本文以襄陽(yáng)小漢口建材商貿(mào)城1.537MW分布式屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目接入系統(tǒng)為例，對(duì)并網(wǎng)型分布式光伏電站接入電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。該光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝在小漢口建材商貿(mào)城樓頂上，采用光伏組件與建筑屋面結(jié)合的方式，利用的屋頂面積有28120m2，安裝23661塊標(biāo)準(zhǔn)功率為65W的薄膜光伏組件，根據(jù)業(yè)主申報(bào)自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，所發(fā)電能主要供給商貿(mào)區(qū)用戶用電。該項(xiàng)目根據(jù)地理位置和屋頂光伏組件配置情況，共23組光伏陣列3個(gè)發(fā)電單元接入，光伏電站總?cè)萘考s為1.538MW。

2.2 周邊變電站分析

依據(jù)適宜的接入電壓等級(jí)，結(jié)合本期及終期的規(guī)劃規(guī)模，有針對(duì)性的選取周邊變電站分析，一般2-4個(gè)變電站為宜。在具體描述應(yīng)，應(yīng)明確以下幾個(gè)關(guān)鍵要素，包括光伏接入的路徑及變電站本身分析。關(guān)于路徑長(zhǎng)度，應(yīng)注意兩點(diǎn)，包括路徑的可行性；線路路徑不宜過(guò)長(zhǎng)，一般控制在20公里以內(nèi)。關(guān)于變電站，應(yīng)明確該變電站地理位置，以及與光伏的相對(duì)位置；變電站的容量、變壓器變比、母線接線形式、進(jìn)出線規(guī)模、間隔利用情況，如果擴(kuò)建間隔是否具備擴(kuò)建條件、變電站負(fù)荷情況等。

2.3 一次接入系統(tǒng)方案項(xiàng)

目業(yè)主用電屬于非工業(yè)用電，由西關(guān)110kV變電站以10kV電壓，經(jīng)10kV光西六回122號(hào)桿T接，向用電人供電。用電人共有1個(gè)受電點(diǎn)，總用電容量為315kVA，使用1臺(tái)315kVA變壓器。10kV光西六回線在122號(hào)桿T接，經(jīng)截面積50mm2的YJV22型三芯電纜進(jìn)線至該商貿(mào)區(qū)配電室的10kV高壓計(jì)量柜，經(jīng)高壓計(jì)量柜到315kVA變壓器。根據(jù)地理位置和屋頂光伏組件配置情況，該光伏電站接入電網(wǎng)系統(tǒng)方案示意圖如圖1所示。（1）新增3臺(tái)500kW逆變器、1臺(tái)1000kVA雙分裂變壓器、1臺(tái)500kVA變壓器、1臺(tái)電纜分接箱、1臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜。（2）其中2個(gè)發(fā)電單元分別以截面積240mm2的阻燃型1kV電纜接入1000kVA雙分裂變壓器低壓側(cè)繞組；另外1個(gè)發(fā)電單元以截面積240mm2的阻燃型1kV電纜接入500kVA變壓器低壓側(cè)。兩路發(fā)電單元經(jīng)電纜分接箱匯集電能后，以一路10kV線路經(jīng)環(huán)網(wǎng)柜接入用戶配電房10kV高壓母線。

2.4 系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)〈分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范>等4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的通知》（國(guó)家電網(wǎng)企管［2014］365號(hào)）規(guī)定，以35kV/10kV電壓等級(jí)接入的分布式電源，納入地市供電公司或縣供電公司調(diào)控中心調(diào)度運(yùn)行管理。該方案以10kV電壓等級(jí)接入，按規(guī)定納入宜城市調(diào)控中心調(diào)度運(yùn)行管理，上傳信息包括并網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、并網(wǎng)點(diǎn)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率和發(fā)電能量，調(diào)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)視運(yùn)行情況。具體配置及要求如下。

遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。以35kV/10kV電壓等級(jí)接入的分布式電源本體遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能宜由本體監(jiān)控系統(tǒng)集成，本體監(jiān)控系統(tǒng)具備信息遠(yuǎn)傳功能。本體不具備條件時(shí)，應(yīng)獨(dú)立配置遠(yuǎn)方終端，采集相關(guān)信息。電能量計(jì)量。由于該光伏電站采用余電上網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式，故除單獨(dú)設(shè)置并網(wǎng)電能表外，還應(yīng)設(shè)置關(guān)口計(jì)量電能表。安裝位置。并網(wǎng)電能表設(shè)置在并網(wǎng)點(diǎn)（并網(wǎng)斷路器的發(fā)電側(cè)），用于計(jì)量光伏電站總發(fā)電能量，且能實(shí)現(xiàn)計(jì)量信息上傳。該工程有1個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，設(shè)置在新增變壓器高壓側(cè)；關(guān)口計(jì)量電能表設(shè)在產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)，用和三相電流不平衡監(jiān)測(cè)功能，配有標(biāo)準(zhǔn)通信接口，具備本地通信和通過(guò)電能信息采集終端遠(yuǎn)程通信的功能。計(jì)量表采集信息應(yīng)分別接入電網(wǎng)管理部門和光伏發(fā)電管理部門（政府部門或政府指定部門）電能信息采集系統(tǒng)，作為電能量計(jì)量和電價(jià)補(bǔ)貼依據(jù)[2]。

2.5 功率控制和電壓調(diào)節(jié)

有功功率控制。根據(jù)Q/GDW617-2011《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》6.1規(guī)定，該光伏電站屬于中型光伏電站，應(yīng)具備有功功率調(diào)節(jié)能力，能夠根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制其有功功率的輸出。國(guó)產(chǎn)并網(wǎng)逆變器一般具有控制調(diào)節(jié)有功功率的功能，用戶可以不用另外配置。

無(wú)功電壓控制。根據(jù)Q/GDW617-2011《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》6.2規(guī)定，該光伏電站需結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際情況配置無(wú)功調(diào)節(jié)裝置。國(guó)產(chǎn)并網(wǎng)逆變器一般具有無(wú)功補(bǔ)償功能，光伏電站宜充分利用逆變器的無(wú)功調(diào)節(jié)能力進(jìn)行無(wú)功功率和電壓調(diào)節(jié)。

3 結(jié)語(yǔ)

光伏作為一種大自然賦予的清潔能源，其綠色、安全、零污染的特點(diǎn)，對(duì)于改善人類用能方式具有極其重要的價(jià)值。更好的促進(jìn)并制定科學(xué)、規(guī)范的光伏并網(wǎng)規(guī)劃研究，做好電網(wǎng)與新能源的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展。