談并網(wǎng)光伏發(fā)電站分布式系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：基于分布式光伏發(fā)電站的特點(diǎn)，分析工程案例的應(yīng)用，包括繼電保護(hù)、并網(wǎng)控制，以及最大工作電流、短路電流、并列點(diǎn)和解列點(diǎn)的計(jì)算。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；分布式；并網(wǎng)工程

引言

光伏發(fā)電的主要技術(shù)之一就是分布式光伏發(fā)電網(wǎng)，對于電力企業(yè)而言，對該技術(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，這樣促進(jìn)我國電力行業(yè)發(fā)展的同時(shí)也解決了環(huán)境污染的問題。本文主要對分布式光伏發(fā)電網(wǎng)的應(yīng)用及技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

1分布式光伏發(fā)電站

分布式光伏發(fā)電站主要是對太陽能資源進(jìn)行充分利用，從而達(dá)到節(jié)約環(huán)保的目的。其發(fā)電的主要原理是采取光伏組件，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，這是一種新型的發(fā)電模式，并且在進(jìn)行分布式光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)的時(shí)候采取就近使用的原則，光伏發(fā)電站分布式的部署相對于同等規(guī)模發(fā)電站而言其發(fā)電能力得到明顯的提升，同時(shí)電力在輸送過程中由于升壓操作造成電能耗損的問題也得到緩解[1-4]。分布式光伏發(fā)電站的特點(diǎn)為：（1）環(huán)保效益高。其無論是在運(yùn)行中還是發(fā)電中都不會(huì)有噪聲污染的情況出現(xiàn)，同時(shí)對周圍的環(huán)境以及水體也不會(huì)造成污染。（2）輸出功率小。單獨(dú)的一個(gè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目其通量將被控制在千瓦之內(nèi)，與集中式發(fā)電站相比，其發(fā)電站的大小對發(fā)電效率并不會(huì)有過多的影響，對經(jīng)濟(jì)方面產(chǎn)生的影響與較小，但是其投資效益與大型發(fā)電站相當(dāng)[1]。（3）發(fā)電用電并存。就我國目前地面發(fā)電站而言，其都是采用升壓的方式接入輸電網(wǎng)，并只對發(fā)電站的運(yùn)行起作用。但是分布式光伏發(fā)電站發(fā)電與用電二者并存，并遵循最大化消耗的原則。

2分布式并網(wǎng)的光伏發(fā)電站

2.1工程案例

以某地區(qū)的分布式光伏發(fā)電站為案例，其并網(wǎng)工程總裝機(jī)的峰值容量達(dá)到5×5MWp，其中光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓為380V，其與附近110kV變電站中的10kV母線低壓側(cè)并網(wǎng)連接，根據(jù)相應(yīng)的預(yù)算可知，光伏發(fā)電站的年發(fā)電量大約為2.948321×107kWh。

2.2應(yīng)用分析

分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電站在并網(wǎng)工程中主要有以下幾方面的應(yīng)用，下面將以實(shí)際工程為案例，對其進(jìn)行分析，希望可以為我國相關(guān)的電力企業(yè)在進(jìn)行分布式光伏發(fā)電站并網(wǎng)工程建設(shè)的時(shí)候提供幫助。（1）繼電保護(hù)。在新形勢的背景下，我國在對各地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行研究，并對光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)時(shí)對其制定了一些法律法規(guī)。在進(jìn)行分布式發(fā)電站并網(wǎng)工程建筑的時(shí)候，由于地區(qū)的不同，在建設(shè)的時(shí)候應(yīng)對實(shí)際問題進(jìn)行分析，并結(jié)合相應(yīng)的法律法規(guī)，對其進(jìn)行繼電保護(hù)，對光伏電子發(fā)電線路側(cè)面的配置安裝繼電保護(hù)裝置，從而對線路進(jìn)行科學(xué)的保護(hù)，并根據(jù)線路的實(shí)際情況，合理安裝超壓或欠壓等保護(hù)裝置，使得其可以及時(shí)接收跳閘的命令，但是在對分布式光伏發(fā)電站進(jìn)行線路保護(hù)的時(shí)候其所用到的保護(hù)配置應(yīng)與發(fā)電站的建設(shè)要求相吻合，這樣使其能夠更好地發(fā)揮作用[2]。對于此分布式光伏發(fā)電站并網(wǎng)建設(shè)而言，應(yīng)對110kV變電站的主變壓間隙保護(hù)進(jìn)行合理的調(diào)整，并增設(shè)并網(wǎng)斷路器，使得光伏發(fā)電站與變電站之間的保護(hù)裝置能夠相互作用。而在對該地區(qū)進(jìn)行發(fā)電站建設(shè)的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)難易點(diǎn)對其進(jìn)行孤島保護(hù)，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使得能對電網(wǎng)側(cè)線路進(jìn)行有效的保護(hù)。在進(jìn)行并網(wǎng)之后，微電網(wǎng)將處在孤島的運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)公共連接位置的功率將會(huì)被切斷，若是在切斷之前存在功率流向微電網(wǎng)的現(xiàn)象，則微電網(wǎng)的功率會(huì)呈現(xiàn)出缺額的狀態(tài)，反之則盈余。在并網(wǎng)的狀態(tài)下，若是緊急控制沒有技術(shù)啟動(dòng)，則微電網(wǎng)的內(nèi)部頻率會(huì)出現(xiàn)大幅度下降的情況，有功功率缺額的動(dòng)態(tài)變化和頻率的變化剛好相反，這樣就極有可能導(dǎo)致電網(wǎng)出于癱瘓的狀態(tài)。而對于這種情況的出現(xiàn)，在對分布式光伏發(fā)電站進(jìn)行并網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，該地區(qū)應(yīng)該對其進(jìn)行繼電保護(hù)，使得在微電網(wǎng)拖網(wǎng)工作后也能對其進(jìn)行合理化處理，使得微電網(wǎng)一種處在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。在對分布式光伏發(fā)電站進(jìn)行繼電保護(hù)的時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合該地區(qū)的特點(diǎn)，構(gòu)建合理化的監(jiān)管體系，使得能對光伏發(fā)電站的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，這樣若是發(fā)現(xiàn)存在隱患問題，能夠及時(shí)進(jìn)行解決，使得光伏發(fā)電站一直處在穩(wěn)定、安全的運(yùn)行中，這樣能夠有效提高供電質(zhì)量，從而滿足各行業(yè)的用電需求[3]。（2）并網(wǎng)控制。對于此分布式光伏發(fā)電站而言，其光伏發(fā)電系統(tǒng)的能源來源的渠道較為廣泛，并且并網(wǎng)的數(shù)量較多，而由于其存在這樣的特點(diǎn)，使得發(fā)電效率得到明顯的提升，但是在運(yùn)行期間仍然受到了一些的威脅，為了能夠使其在運(yùn)行期間安全的供電，在其進(jìn)行并網(wǎng)的時(shí)候加入一些措施是必不可少的。而對并網(wǎng)的控制技術(shù)主要包括以下幾方面：并網(wǎng)逆變器的分布模式以及能源的來源渠道的多樣性，這些都能夠使發(fā)電站在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對電網(wǎng)的規(guī)范性以及協(xié)調(diào)性起到強(qiáng)化的作用。在進(jìn)行改分布式光伏發(fā)電站建立的時(shí)候，應(yīng)該檢測無盲區(qū)孤島。這樣可以實(shí)現(xiàn)以發(fā)電系統(tǒng)有關(guān)的特征為憑證，進(jìn)而對網(wǎng)內(nèi)的電氣性能指標(biāo)進(jìn)行深度的研究。

2.3電氣計(jì)算。

在進(jìn)行電氣計(jì)算的時(shí)候其主要包括最大工作電流、短路電流以及并列點(diǎn)與人工解列點(diǎn)這幾方面。（1）最大工作電流。根據(jù)工程案例可以對該工程有了具體的了解，而該工程為分布式光伏發(fā)電站，其主要為太陽能陣列，輸出的電能為直流電。將會(huì)經(jīng)過匯流、逆變以及升壓過程后與公共電網(wǎng)相連接。而本工程的總?cè)萘繛?×5000kWp，若是在逆變和升壓的過程中不會(huì)出現(xiàn)電能損失的情況，則經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算可知最大的工作電流為1443A。（2）短路電流。在分布式光伏發(fā)電站中，對于含有光伏發(fā)電站的系統(tǒng)而言，若是其出現(xiàn)短路情況的時(shí)候，一般都是由兩方面導(dǎo)致污染而成的。一方面是交流系統(tǒng)的原因，一方面是光伏發(fā)電系統(tǒng)的原因。其主要是與光伏發(fā)電發(fā)出的電力和逆變器的參數(shù)有關(guān)。根據(jù)光伏發(fā)電原理可知，在光伏發(fā)電元件進(jìn)行發(fā)電時(shí)其需要經(jīng)過日照從而產(chǎn)生直流電，繼而通過逆變器對其進(jìn)行逆變使得變成400V的交流電輸出，所以在使用光伏發(fā)電系統(tǒng)的時(shí)候，發(fā)出的電力值與日照及周圍環(huán)境等都有直接的關(guān)系。而在使用光伏發(fā)電的時(shí)候，日照驟變的可能性還是較小的，而在其出現(xiàn)短路的時(shí)候僅僅只是瞬間。這時(shí)會(huì)認(rèn)為光伏發(fā)電站發(fā)出的直流功率是恒定的，而其經(jīng)過逆變器逆變之后產(chǎn)生的交流功率也是恒定的。在光伏發(fā)電站發(fā)生短路的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)母線電壓急劇下降的情況，而在功率為恒定功率的情況下，逆變器的輸出電流將會(huì)出現(xiàn)大幅度的增長，直達(dá)逆變器出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作后，才能對其進(jìn)行關(guān)閉[4]。（3）并列點(diǎn)及人工解列點(diǎn)：對于分布式光伏發(fā)電站而言，其并列點(diǎn)往往都是設(shè)置在電站并網(wǎng)線路10kV側(cè)面的斷路器上，而人工解列點(diǎn)則是設(shè)置在其并網(wǎng)變電站10kV線路的斷路器一側(cè)。

3發(fā)展前景

在科技不斷更新的背景下，我國對分布式光伏發(fā)電站的研發(fā)工作給予了大力的支持，并且隨著號(hào)召的不斷相應(yīng)，我國很多居民在選擇家用電器的時(shí)候都選擇太陽能電源產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍較廣并擁有較好的發(fā)展前景。而國家也相應(yīng)的政策文件，對分布式光伏發(fā)電站的建設(shè)給予相應(yīng)的鼓勵(lì)，并支持事業(yè)單位、家庭、企業(yè)等使用該發(fā)電系統(tǒng)。與此同時(shí)，屋頂以及接入的問題都得到了有效的改善。4結(jié)語隨著環(huán)境情況的不斷惡化，在各個(gè)行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)的時(shí)候都應(yīng)該響應(yīng)環(huán)保的號(hào)召，而分布式光伏發(fā)電站有節(jié)能環(huán)保、降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)，符合現(xiàn)在可持續(xù)發(fā)展的理念，并且在對其進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，其技術(shù)的優(yōu)越性已經(jīng)越來越明顯。所以，可以看出它在電網(wǎng)中占有重要的地位，并具有較好的發(fā)展前景。

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作者：李永軍 單位：尚特杰電力科技有限公司