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分布式光伏发电并网方案研究

王瑞

内蒙古电力(集团)有限责任公司薛家湾供电公司,内蒙古鄂尔多斯市,010300

摘要: 光伏发电作为清洁能源与新能源的典型代表,不直接消耗资源,且不会产生污染和废料等,属于绿色可再生能源,有效实现新能源的环保可再生。光伏发电系统涉及到光伏组件安装的同时,并网接入系统则属于重中之重。鉴于此,电力企业需重视对分布式光伏发电并网方案的深入科学研究,为光伏并网发电提供可靠保障,以此促进电力事业稳定发展。对分布式光伏发电并网方案进行了分析,旨在为有关人员提供一定的参考和借鉴。
关键词: 分布式光伏发电并网方案
DOI:10.12721/ccn.2022.157049
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引言

全球能源风险不断加剧,绿色清洁的可再生能源成为缓解能源危机的重要方法手段,太阳能作为绿色清洁能源,为光伏发电产业发展提供重要基础保障。分布式光伏发电不直接消耗资源,且不会产生污染和废料等,能够使用户需求得到有效满足。当前,分布式光伏发电已有效并入配电网,也成为电系统重要基础构成。所以,电力企业应提高重视,对分布式光伏发电加以重点关注,并对并网方案展开深入科学研究,为光伏并网发电提供可靠保障,以此推动电力事业良好发展。

1并网接入方式

针对并网接入方式,可划分成专线接入、T接。针对并网模式,则可划分成自发自用、余额上网、全额上网。就单个并网点而言,需基于分布式电源容量、发电特性,结合导线载流量、上级变压器及线路可接纳能力,并综合考虑配电网情况,对接入电压等级加以科学分析明确。所以,容量<400kW,接入电压等级标准为380/220V,并网容量>400kW,加入电压等级标准为10kV,接入电压等级标准为35kV。

2继电保护

光伏电源并网,直接对电网结构产生影响,同样会对短路电流数值、流向产生影响,配电网同样转变为多电源系统。位于分布式电源侧,需对继电保护装置加以合理配置,并对系统保护、重合闸装置采取科学优化调整,保证方向性合理,以实现对故障的及时准确切除,为配电网提供安全保护[1]。

2.1继电保护配置

35/10kV电压等级接入,光伏侧存在母线的情况下,则无需额外的母线保护装置。面对故障问题,以光伏后备保护便可快速切除故障。而并网点位置,应优化配置安全自动装置,而线路保护功能稳定无异常,可失压跳闸以及低压闭锁合闸,则无需额外的安装自动装置。

专线接入,线路保护应对方向过电流保护加以合理优化配置。T接与配网线路的分布式电源侧,应对电流速断保护加以合理优化配置。

380/220V接入的分布式电源,其接入容量相对较小,配电网不会受此影响,可不考虑继电保护。而并网点与公共连接点所设置的断路器,则需具备相应的基础功能,如短路瞬时和长延时保护,或失压跳闸、低压闭锁合闸等。

2.2短路电流计算

1739859491460198.png代表基准短路容量,以1739859553813320.png代表基准电压,利用标幺值法,对最大短路电流基准值1739859583567497.png完成科学准确计算,即63.png。以64.png代表标幺值。最大运行方式下,公共连接点、并网点位置,实际短路电流65.png,即66.png。以67.png代表光伏安装容量,额定工作电流68.png,即69.png。针对光伏逆变器,其过载能力最高标准150%,面对系统短路故障情况,最大短路电流不超过额定电流1.5倍。光伏接入的情况下,实际短路电流70.png,即71.png

2.3电压波动率计算

有关光伏电源输出功率,光照属于主要影响因素,导致出现波动性以及间歇性变化,对电网电压造成影响,并引起波动、闪变等情况。基于有关规范标准,光伏接入公共连接点,有关电压波动率1739860088185512.png,其标准控制5%以内。有关电压波动率,即1739860148320879.png。式中,1739860191497709.png代表三相负荷变化量,因电力损耗因素影响,对光伏系统发电效率产生影响,可以0.81739860233853254.png做出科学准确计算。76.png代表公共连接点的短路容量,以0.7倍最大短路容量为主,对此按成科学准确计算。所以,电压波动率72.png,即77.png

3调度自动化配置

分布式光伏并网接入,会对电网潮流分布产生直接影响,导致电网调度难度明显提高。所以,应通过监控系统,对分布式光伏电源和主配网之间运行方式采取实时分析,由此制定合理可行的调度辅助策略,为调度人员提供重要辅助依据,由此完成系统调度与科学控制[2]。

3.1 35/10 kV并网调度自动化配置

35/10 kV接入的光伏电站,需对有关基本信息完成收集整理,如并网状态、电压和电流,以及功率因数、频率和发电量等,利用远动通信装置,向调度中心完成快速准确传输。依托远动功能,能够在光伏监控系统完成有效集成,同样可对此采取单独配置。

可通过电力调度数据专网,数据专网可充分保证安全高效,以此同调度间完成有效通信,而有关通信方式,主要以光线通信、电力载波通信等为主。利用光线通信,其实际通信容量相对较大,远距离高速率传输具有明显优势,并具有良好的抗电磁干扰能力,其应用相对较为广泛。当前,就光线通信方案而言,则涉及到SDH、PDH和并网接口装置等。

35/10 kV接入系统,位于各并网点位置,需对电能质量在线监测装置采取合理优化配置,通过无线方式为主,向上级运行管理部门完成快速高效传输,以此对各类问题完成实时监测,尤其是低压波动和闪变、谐波、三相不平衡电流等。

3.2SDH通信方式

分布式光伏发电项目,实际所运用的通信方式多局限于SHD为主。光伏电站中,通过对SDH光端机的合理优化配置,直接通过光纤接入的方式,同通信电路完成直接接入,确保系统通信通道能够同光伏电站有关信息实现有效接入。以10kV并网,针对单个并网点,其自动化方案具体涉及到N个发电单元。光伏站中,涉及到逆变器、智能汇流箱和电流表等众多装置设备,而各类装置设备可直接利用485线,同通信接入装置完成安全有效连接,通过转化之后,可通过监控主站保持相同规约,利用远动装置设备,便可快速上传到调度中心。针对保护装置,同监控主站之间,两者通讯协议保持相同规约,能够同监控主站、远动保持直接接入。

3.3并网接口装置通信方式

针对并网接口装置而言,在分布式光伏发电并网中发挥着重要影响作用,确保分布式光伏发电和电网保持有效连接,以此完成信息采集以及运行控制,且具备多样化的基本功能,如保护、远动和规约转化以及测控等,可使调度自动化方案得到进一步的系统简化,有效节省设备。380V接入用户侧的发电系统,因并未涉及到具体的控制标准要求,仅需同调度中心保持安全有效连接,并对发电量信息完成及时准确上传。所以,可通过无线网接入配网调度自动化系统,同电力系统保持接入,则需设置相应的安全隔离以及传输加密,为数据安全性提供可靠保障,无需对独立远动系统采取优化配置,仅需利用负控装置,便可对电量信息完成精准采取和及时远传。因容量相对较小,电网不会受到较大冲击影响,无需对电能质量在线监测装置采取优化配置,所以,可通过计量电能表,其功能需保证完成电能质量在线监测,对三相不平衡电流采取实时监测[3]。

4结论

综上所述,分布式光伏发电凭借其绿色环保的优势特点,通过对太阳能的高效合理利用,为区域供电提供可靠保障,促使变电站供电量得以有效提高。电力企业应深入研究分布式光伏发电并网方案,确保分布式光伏发电能够有效接入配电网,同时保障电力系统安全,以此促进电力事业良好发展。

参考文献:

[1]彭义文、朱思瞳、苗艺琳、王馨瑶、王立地.用于低压电网三相不平衡治理的分布式光伏并网方案[J].农村电气化,2020,No.403(12):13-15.

[2]徐臻.广东东莞0.9M分布式屋顶光伏并网发电项目设计实例研究[J].建材与装饰,2018(20):2.

[3]唐晓.分布式光伏发电并网的成本/效益分析[J].建筑工程技术与设计,2018.