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决战决胜脱贫攻坚丨打造光伏扶贫的“偏关模式”
浏览次数:    2020-06-28

【编者按】光伏扶贫,是我国发展产业扶贫、资产收益扶贫的崭新尝试,是精准扶贫世界首创的中国方案、借鉴样本。2014年以来,一场与阳光相约的脱贫致富工程在全国启动开展。在国家能源局等多个部门的政策支撑与资金保障下,在能源电力企业的实践探索与模式创新下,越来越多的贫困百姓在“光伏”+扶贫产业的带动下,鼓起了钱袋子、迈开了新步子。

2017年,习近平总书记充分肯定了光伏扶贫的工作成效,称其是“解决深度贫困的好办法”。国务院扶贫办最新统计数据显示,截至2020年4月3日,我国中西部22个省份光伏扶贫电站发电收益资金到村已达15.71亿元,设置公益岗位51.26万个,发放岗位工资金额3.55亿元。村前屋后的“蓝板板”成为了脱贫致富的“金罐罐”。

进入决战决胜脱贫攻坚收官之年,我们乐见更多的光伏扶贫成效显现。即日起,《中国电力报》报推出“光伏扶贫暖民心”系列报道,通过记者的探访,记录下一个个暖心的阳光扶贫故事。

打造光伏扶贫的“偏关模式”

——山西忻州偏关县光伏扶贫现状调研

在山西省西北部,黄河南流入晋的交汇处,坐落着被称为“三晋之屏藩、晋北之锁钥”的偏关县。

自然天险赋予偏关县“兵家重地”的历史地位,也成为这里经济发展难以破解的困局。身处黄河中上游的黄土丘陵区,偏关县境内沟壑综合、气候干旱,是山西省十大深度贫困县之一,也是国家确定的扶贫开发重点县。

幸运的是,偏关县有着丰富的光照资源,全年光伏发电有效时间达1500小时,加上荒山荒坡广阔,具有建设光伏电站的优越条件。

经过4年多的艰辛探索,偏关县以国家“十三五”光伏扶贫项目为契机,举全县之力推进光伏项目建设,累计建成7.2103万千瓦光伏扶贫电站,惠及建档立卡贫困户8340户,将光伏产业打造为贫困户稳定增收的“阳光”工程。

今年2月,偏关县正式退出贫困县,光伏扶贫的“偏关模式”获得了一份令人满意的成绩单。记者实地深入偏关县,试图揭开“偏关模式”背后的产业逻辑和收益现状。

01

分级建设 高效并网

建档立卡贫困户光伏扶贫全覆盖

记者来到偏关县时,恰逢一场大雪过后。走在天峰坪村级(联村)电站中,一排排蓝莹莹的光伏板在白雪皑皑的山坡间整齐排列,阳光洒在光伏板上,反射出格外耀眼的光芒。

光伏扶贫电站一般以村为单位建设,天峰坪村级电站为何又叫“联村”电站?

偏关县扶贫办副主任高世玄向记者解释,偏关县因地制宜采取集中式、村级联合式和户级分布式三种模式建设光伏扶贫电站,其中的村级联合电站就是将多个贫困村的光伏电站集中建设在一处场地。2016年和2018年,偏关县分别选址于新关镇贺家山村、窑头乡大石洼村、天峰坪镇杨家岭村、天峰坪村和桦林堡村建设了总规模达2.31万千瓦的村级(联村)电站,共覆盖91个贫困村。

“集中建设村级电站,既能节约土地成本和并网成本,还能通过统一管理、统一分配,降低运维成本,增加发电效益”,高世玄表示。据测算,仅天峰坪、杨家岭和黑豆埝3座村级(联村)电站,每年就可节约各项成本费用303.6万元,增加发电收益413.91万元。

记者还注意到,天峰坪村级(联村)电站的光伏板离地高度达3米,比一般电站的光伏板高出不少。光伏板下种有成片杏树林,林间还有几排鸡舍,雪中依然有不少小鸡在树下觅食。“腾空”架设的光伏板,创新了“农光互补”的产业模式,在有限空间中实现了最大化的经济价值。

截至目前,偏关县集中式电站规模达到3万千瓦,户用电站规模达到1.9003万千瓦。三种模式的光伏扶贫电站实现了建档立卡贫困户光伏扶贫全覆盖、贫困村村级光伏扶贫电站全覆盖。

电站建成,发电上网成为阳光“变现”的关键。光伏变电站建设到哪里,电力配套工程就延伸到哪里。国网山西省电力公司开辟绿色通道,实现了偏关县所有光伏扶贫项目按期并网。然而,新的问题又出现了。

记者从国网山西电力了解到,2018年,偏关县电网日常负荷1.2万千瓦左右,春节高峰最大负荷仅2万余千瓦,但随着该县光伏扶贫项目全部投产,发电负荷最大为7万余千瓦,意味着当地电网的承载力提升至原来的3倍,才能够满足光伏接入和外送需求。光伏发电特性还导致了“呼吸式电网”现象,即白天发电上网时,当地用电负荷小,电量基本依靠外送消纳;晚上光伏停发时,全部由大电网倒供满足当地用电需求。

为解决这一难题,国网山西电力组织专家和技术人员深度调研,一系列设备、技术、管理策略相继应用。

“从前期规划设计开始,我们就实施主网、配网设备增容改造,大幅提高电网承载力;加装变电站故障解列装置等自动装置,保障电网安全可靠供电。”国网忻州供电公司总经理高马平介绍,“光伏大规模接入后,我们着力提高系统平衡调节能力,加强分析研判,优化调度,科学安排运行方式,合理安排检修计划,在最大限度克服光伏发电对系统扰动和影响的同时,力保光电消纳。”

02

创新管理 精准分配

贫困村村集体经济全破零

冬日午后,偏关县高家上石会村阳光明媚,清冷中透着生机。贫困户高长厚正在自家院门前忙着晾晒玉米。

还没走进高长厚家的大门,记者就感受到了他的勤劳能干。院外的羊圈里,成群小羊欢快地咩咩叫着,牛棚里一只大黄牛正安静地吃草,一低头,几只小鸡又从脚边溜走。

见到记者一行,高长厚热情地将大家迎入家中。走进高长厚家的小院,最先吸引记者目光的,正是窑洞正上方一块闪闪发光的光伏板。

“我家的光伏已经安装3年了,每年都有收入,而且一年比一年多,今年就挣了2千多元,等以后还完贷款,每年能有4千多的收入。”高长厚高兴地说道,“今年我还养了羊,牛、猪、鸡,种了谷子、玉米、土豆,一年下来挣几万块不是问题。”虽然两个儿子都在外地打工,但高长厚和老伴不仅实现了脱贫,还成为了高家上石会村的致富带头人。

户用光伏为高长厚带来了稳定的收益,但他不知道的是,光伏板持续发电背后,离不开运维管理人员和国网偏关县供电公司的共同努力。

在国网偏关县供电公司的光伏大数据服务中心,大屏幕上实时显示着全县所有村级电站和户级电站的发电情况,几名工作人员全天候根据发电数据中的异常数值,判断电站故障情况,第一时间通知运维单位安排人员到场检修。

国网偏关县供电公司经理王刚告诉记者,光伏扶贫项目涉及政府、贫困户、运维单位等不同利益主体,成立光伏大数据服务中心的初衷就是在政府、贫困户和运维单位之间构建起沟通、协调、保障的机制。对运维单位而言,光伏大数据服务中心利用供电公司采集的数据,可以设计更加精准的运维计划,帮助运维单位减少无效劳动,实现降本增效;对政府和贫困户而言,光伏大数据服务中心能够提高光伏发电电量,增强收益透明度,实现光伏扶贫项目长期稳定增收。

收益有了保障,分配也要精准合理。《偏关县村级光伏扶贫电站收益分配管理办法(试行)》规定,村级光伏扶贫电站收益形成村集体经济,由贫困村通过设立公益岗位、开展小型公益事业、设立奖励补助等方式进行二次分配,重点向无劳力深度贫困户倾斜。集中光伏扶贫电站收益奖补用于非贫困村1200户65周岁以上无劳动能力的贫困户和因病因残丧失劳动能力的贫困户,1200户名额实行动态管理。户用光伏扶贫电站的收益前期在保证贫困户每年1-3千元收入后,剩余部分用于偿还该户电站建设的贷款,还款完成后收益全部归贫困户所有。

“偏关的实践经验证明,光伏项目是脱贫攻坚中最持续、受益面最广的产业项目”,偏关县县委书记王源评价,“通过三级光伏扶贫电站的建设,偏关县所有贫困村实现了村集体经济的历史性‘破零’,每个村的集体收入在每年25万左右;贫困户实现了全覆盖,平均每户每年增收3000元以上。从多元筹资到建设并网,从运维管理到收益分配,整个链条高效运行,光伏扶贫项目为老百姓带来了实打实的好处。”(王怡 张溥)

(转自《中国电力报》)

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国网金华供电公司率先试点应用“国产芯”-故障解列装置
浏览次数:    2020-06-19

金华新闻客户端6月18日消息  记者  胡哲南  王偲华

  6月15日,全国首座搭载“国产芯”的故障解列装置、低频减载装置、数据通信网关机、时间同步装置的浙江金华110千伏丽州变电站正式投运。据了解,这是“国产芯”保护自动化装置首次在变电站试点挂网运行。

  目前,国产综合自动化系统应用20多年,已成为国内电网的主导产品,但保护自动化设备内部核心芯片、关键元器件仍然依靠进口,只能被动处于产业链的低端位置,信息安全存在巨大隐患。不管是华为用5年时间研发相对成熟的麒麟芯片,还是小米推出的中高端芯片,在很大程度上都能看到中国企业在居安思危中奋力创新的影子。电力系统保护自动化装置“国产芯”脚步也由此而迈开,迈开就是起步,起步就是进步。为提高电网设备芯片的国产化水平,解决“核心部件依赖进口、关键设备受制于人”的问题,在国网浙江省电力有限公司的支持与指导下,国网金华供电公司作为试点应用单位,与南瑞继保公司共同研制完成了110千伏国产芯片自主可控保护自动化装置,开拓了国产芯片的应用市场,推进了“国产芯”在电网中的试点应用。丽州变作为浙江首个“国产芯”试点变电站,结合本次综自改造工程,保护自动化设备首次实现由壳到芯的国产化设计和研制,打破国外芯片垄断的局面。

  据介绍,本次挂网运行的110千伏“国产芯”自主可控保护自动化装置,符合国网最新相关技术规范,坚持“保护+启动”的冗余配置等可靠性设计原则,使装置整体功能、性能和可靠性达到了当前主流应用产品水平。

  下一步,国网金华供电公司将以此次试点应用为契机,同时将联合南瑞继保公司,加强装置挂网试运行期间运行数据的统计分析总结,为后续大规模推广应用国产自主可控保护自动化装置提供“金华经验”。       

  (线索提供:刘栋 徐峰 叶国栋)

      保定特创电力科技有限公司生产的故障解列装置型号有TC-3088、TC-3088(增强型)、TC-3088H,光伏故障解列装置适用于清洁电源或小电源并网供电系统,与其公众电网配电系统(由一台配电变压器10KV\380V)一起并网供电。由于并网的大电源系统的系统侧故障,如果小电源系统继续运行,会产生孤岛效应.同时影响系统重合闸功能.这将对于现场的光伏发电设备及人身安全和系统电网危害都很大,一般现场需要安装故障解列装置,在发生系统侧故障时,故障解列装置先动作,与大电源系统断开.保证大电源系统的安全运行.由此本装置可以完全满足此功能。
        光伏故障解列装置的任务是对配电变压器的低压侧进行实时监测;对清洁电源进行必要的控制。采用专门为其设计的微机装置和控制电路,这样保证光伏低压故障解列装置动作快速性和控制的准确性。

户用光伏配电箱如何配置?
浏览次数:    2020-06-10

        配电箱是光伏系统里一个重要组成部分,在总造价中占比不高,但是关系到光伏系统的安全运行和运维,是不可忽视的一部分。本文主要介绍光伏户用配电箱的开关和电缆等如何选型,以及典型电气设计方案,供大家参考。

        一、户用光伏配电箱基本构成

        户用配电箱一般由刀开关、自复式过欠压保护器、断路器、浪涌保护器后备断路器、和浪涌保护器组成。

1、断路器

         断路器(空开,微型断路器)在线路中主要起到过载、短路保护作用,同时起到正常情况下不频繁开断线路的作用。主要技术参数是额定电流和额定电压,额定电流取逆变器交流侧最大输出电流的1.2~1.5倍,常见规格有16A、25A、32A、40A、50A和63A等。额定电压有单相230V和三相400V等。

2、自复式过欠压保护器

         自复式过欠压保护器是常用的一种保护开关,主要应用于低压配电系统中,当线路中过电压和欠电压超过规定值时能自动断开,并能自动检测线路电压,当线路中电压恢复正常时能自动闭合。和逆变器自动过欠电压形成双保护,常见型号规格有20A、25A、32A、40A、50A、63A等(自复式过欠压保护器额定电流≥主断路器额定电流)。

3、浪涌保护器

         又称防雷器,当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。选型规则,最大运行电压Uc>1.15U0,U0是低压系统相线对中性线的标称电压,即相电压220V。单相一般选择275V,三相一般选择440V,标称放电电流选In=20kA(Imax=40kA)。

4、浪涌保护器后备熔断器

         当通过浪涌保护器的涌流大于其Imax,浪涌保护器将被击穿失效,从而造成回路的短路故障,为切断短路故障,需要加装断路器或熔断器。每次发生雷击都会引起浪涌保护器的老化,如漏电流长时间存在,浪涌保护器会过热加速老化,此时需要断路器或熔断器的热保护系统在浪涌保护器达到最大可承受热量前动作断开电涌器。一般Imax>40KA的宜选40~63A的,Imax<40KA的宜选20~32A的。

         浪涌保护器前面的开关可选用熔断器和断路器。熔断器的特点;熔断器有反时限特性的长延时和瞬时电流两段保护功能,分别作为过载和短路防护用,就是故障熔断后必须更换熔断体。用断路器的特点:断路器有瞬时电流保护和过载热保护,故障断开后,可以手操复位,不必更换元件。

5、刀开关

         主要作为不频繁地手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用,创造一个明显开断点,起到安全提示的作用。选型规则,刀开关额定电流≥回路主断路器额定电流,常见规格型号有16A,32A和63A等。

         配电箱必须要有一个物理隔离器件,使电路有明显断点,在检修和维护的情况下,保证人员的安全。这个器件叫隔离开关,俗称刀闸,空气开关,主要起到过流保护,通俗的讲是短路保护。一旦发生短路,电流会迅速增加,超过一定整定阈值,空气开关自动跳闸,起到保护作用。但空气开关有可能被击穿或失灵。只有刀闸,才能实现彻底断路。

6、交流侧电缆

         交流电缆选型时,最好选择软铜线。一方面铜线的电阻率小,损耗小,载流量大,另一方面可以避免铜铝化学腐蚀。电缆额定电流一般为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。

7、电能计量

         一般光伏电能计量表,都与配电箱装在一起。也有一些地方会把电表与配电箱分开来。配电箱与计量表放在一起比较好。一是离得近,线损比较少。二是节省一个箱子。三是查询和维修方便。我国户用光伏电站,电表都是由供电局免费提供和安装的,为了防止个别用户私自更改电表设置,配电箱安装电表的门要有安全装置,只能允许供电局打开。

8、常见户用光伏系统断路器和电缆的选择:

二、典型户用单相配电箱设计

         选择箱体,与塑料箱体相比,金属箱体较好。在金属箱体中,不锈钢的最好。金属箱体中,性价比比较高的是镀锌板喷塑箱体,喷塑有二次防腐的功能。无论您的光伏配电箱是安装在户外还是安装在室内,都需要注意箱体的防尘防水规格。户外要用IP65等级,户内要用IP21等级,如果是在海边或者盐雾环境比较恶劣的地区,在选择光伏配电箱时,请务必选择镀锌板喷塑、敷铝锌板喷塑、304不锈钢或者更高规格的箱体,目的是防腐蚀。

         常用户用单相配电箱电气设计

1、3kw单相配电箱

2、5kw单相配电箱

 

3、6kw单相配电箱

 

4、8kw单相配电箱

 

5、10kw单相配电箱

        每个省对并网要求不同,有些地方对配电箱有些特殊要求,比如配电箱是否要安装电表?电网接入方案中是否要求配电箱安装防孤岛装置。我们在选择购买光伏配电箱的时候,首先要和供电局确认要求,再与厂家确认规格。

        保定特创电力科技有限公司专业生产电力系统综合自动化、各类电力保护装置,微机继电器,光伏防孤岛保护产品,光伏防逆流系列产品,光伏故障解列产品,光伏并网柜,太阳能监测电力软件,经营范围包括继电器保护测控装置,电力自动化仪表及系统,光伏设备及元件的技术研发、生产制造、销售;电气设备,输配电及控制设备,五金产品,其它机械设备及电子产品批发、零售。

反孤岛装置在分布式电源应用的重要性
浏览次数:    2020-05-18

    长期以来,能源结构的不合理性以及能源利用效率的持续偏低带来了许多环境和社会问题。随着电力政策的放开,分布式电源DG(distributedgeneration)作为一种新兴的发电模式逐步被广泛关注。IEEE定义的DG是小容量的、可以在电力系统任意位置并网的发电机,容量范围小于10MW,并网电压等级通常连接到配电系统所属的各个电压等级。作为集中式发电的有益补充,DG的接入位置主要在配电网用户附近,这样不仅可以减少电力传输时功率的损耗以及配网升级带来的费用,而且也为用户带来了较低的费用、较高的可靠性、较好的电能质量、较高的能源利用率和独立性。 网辐射状结构变为多电源结构,潮流的大小和方向都将发生改变,下级电网有可能会向上级电网送电,配电网本身的电压分布也将有所变化;同时,还会增大并网点附近的短路电流水平。

      DG的接入也将对并网点附近用户的供电可靠性有所提升,但于DG本身故障的概率性和出力的随机性,也将在一定程度上降低系统的供电可靠性。显然,DG接入对可靠性的影响结果尚待分析。此外,DG的并网和控制需要使用大量的电力电子器件,器件频繁的开通和关断易产生相应的谐波分量,以及于短路电流的变化,原有的电网过电流保护也会受到影响。这些均将对配电网的管理产生一定的影响。

      基于典型中压配网模型的构建,从逆功率约束、电压提升、短路电流提高等方面研究配电网中DG的接入容量与位置问题,并进一步分析DG接入对电网可靠性及谐波、保护的影响。

      1.DG接入配电网模式介绍

      于DG的不同接入模式将对DG的接入容量产生较大影响,因此首先介绍DG的几种主要接入模式。 

       (1)低压分散接入模式:是一种基于用户的接入模式,主要是将小容量DG接入中压配电变压器低压侧。  

      (2)中压分散接入模式:是指将容量中等的DG接入中压配电线路支线的方式。  

      (3)专线接入模式:DG容量较大时,为避免对用户电能质量产生影响,宜考虑以专线形式接入高压变电站的中、低压侧母线。受容量所限,采用此模式的DG所接入的电压等级通常也为中压。

      无论DG采用何种方式接入配电网,都应当满足的重要原则是不能向上一电压等级送电,这主要是原本用来降压的中压配电变压器在升压过程中不仅允许通过容量有所下降,而且传输功率的损耗也将大幅提升。因此,低压接入的DG的最大出力必须限制在配变最小负荷之内,故可将低压接入的DG与配变原来负荷整体等效为一个负荷,此负荷与其他用户  负荷均具有类似的波动性和不确定性,对配电网运行无特殊影响。因而,将重点探讨DG在中压分散接入和专线接入两种模式下对配电网的运行影响,并研究DG的接入容量限制。

      2.DG接入的逆功率限制 

      对于中压分散接入模式,考虑负荷峰谷差因素,需要在DG出力为额定功率且馈线负荷为其谷值时依然能够满足不出现逆潮流的限制,否则将影响其他馈线的DG接入。因此,接入DG的最大出力应小于馈线负荷的谷值。根据调研,“负荷谷值/负荷峰值”的比值约为~。因此,DG总容量不应超过馈线最大负荷的40%~60%。实际运行中的最严重情况是DG出力最大而馈线负荷最小,此时DG出力与馈线负荷相同。

      对于专线接入模式,国家电网在《分布式电源接入电网技术规定》中指出:“分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%”。显然这也是基于逆功率限制的考虑。因此,在分析专线接入问题时,分布式电源容量最大不超过主变压器所带负荷的25%。

      3.DG接入对电网稳态运行的影响分析 典型配电网模型   为计算DG接入对配电网潮流(电压水平)与短路的影响,针对配电网的运行特点建立了典型模型,如图1所示。该线路电压等级为10kV,共14个负荷节点,其中,0号节点是变压器低压侧母线。线路参数采用YJY22-3×300电缆,总长度2km,每段线路等长。线路总负荷按照50%负载率来考虑,约为,且各节点负荷均分总负荷。

      接入对配电网电压的影响   为实现DG接入电网的潮流计算,根据DG的运行和控制方式,可将DG分别看作PQ节点、PV节点、PI节点和PQ(V)节点。其中长期运行在额定工况附近、波动性不大的DG可看作PQ节点,如同步电机接入电网的DG,当其励磁控制方式为功率因数控制时,则可看作PQ节点;将能维持节点电压幅值的DG节点看作PV节点,如用同步电机接入电网,当其励磁控制方式为电压控制时可看作PV节点;储能系统可看作PI节点;对于直接并网的异步风力发电机组,可看成是PQ(V)节点[1]。

 1)中压分散接入模式   根据电力系统运行特性,作为电源的DG,接入位置在线路末端且出力与线路负荷相等的情况下对电压抬升作用最为明显。将上述条件均带入电压降落计算公式ΔU=(PR+QX)/U,可以得出DG接入配电线路对节点电压的最大提升不足1%,因此,电压问题不构成限制DG接入的因素。

 2)专线接入模式   受接入点的影响,此接入模式只影响变压器电压,不对馈线电压产生影响。根据逆功率限制结果,专线接入模式下DG容量最大不超过变压器所带负荷的25%,即使变压器负荷处于低谷、DG为峰值出力的最严重情况下,DG对电压降落的影响依旧在1%以内,若同时考虑变压器分接头的调节作用,则可忽略专线接入DG对配电网电压的影响。 接入对配电网短路电流的影响   为实现DG接入电网的短路计算分析,可按照并网接口的不同将DG分为旋转型和逆变型两种类型。其中旋转型又可以分为采用同步电机并网和异步电机并网两类。于以同步电机作为接口的DG短路电流注入能力最大[2],为考虑最严重情况,将针对采用同步电机接口方式的DG进行分析。在DG的同步电机接口的出口短路情况下,单位DG容量可提供的短路电流约为/MW。   计算出采用专线接入模式和分散接入模式时不同容量DG所提供的最大短路电流,见表  1。 

    根据现有配电网规划技术原则,中压短路电流限制为16kA,特殊地区允许到达20kA。从表中可以看出,在中压分散接入条件下,DG最大能提供的短路电流为,占中压短路电流限值的比例为3%左右;在专线接入条件下,DG最大能提供的短路电流则将达到3kA以上,约占中压短路电流限值的比例为15%以上。因此,若DG采用中压分散接入,则对短路电流影响较小;若DG采用专线接入,则各地区应结合自身的实际短路电流水平来制定相应的DG接入容量限制,或者在DG接入时应用故障限流器等短路电流限制措施。 接入容量与模式的建议   通过以上分析可知,各种接入模式下影响DG接入容量的主要因素还是逆功率限制,而电压与短路对DG接入容量的影响均很有限。综合上述研究结果,可以得出DG接入容量与模式的建议如下。

      (1)采用低压接入模式的DG,建议其容量小于所接入中压配电变压器最大负荷40%。以配电变压器的容量为400kVA计,若其负载率为50%,则建议采用低压接入模式的DG容量小于80kVA。

      (2)采用中压分散接入模式的DG,建议其容量要小于所接入中压馈线最大负荷的40%。以YJY22-3×300为例,若采用单环网接线,则建议采用中压分散接入模式的DG容量小于。

      (3)采用专线接入模式的DG,建议其容量要小于所接入主变压器最大负荷的25%。其中,若考虑容载比为,则容量为20MVA和的35kV主变所能接入的最大DG容量分别为和,而()~10MVA的DG只能采用35kV专线接入更高等级的变电站中低压侧母线。

      4.DG的接入对电网可靠性的影响   在线路发生故障时,DG可以为停电的用户供电,尤其是对于那些非常重要的负荷,年平均断电时间将可大大减少。但另一方面,在DG并网条件下,配电网可靠性的评估需要考虑新出现的影响因素,如孤岛的出现和DG输出功率的随机性等。其中,DG对供电可靠性的影响与DG孤岛运行紧密相关,孤岛运行是指当连接主电网和DG的任一开关跳闸,与主网解列后,DG继续给部分负荷独立供电,形成孤岛运行状态。在当前条件下,这种孤岛运行将影响检修人员的安全性,因此是不允许的[3],但若能提高运行管理水平,则可确保供电可靠性的有效提升。另外,DG受环境、气候影响很大,特别是风力发电和太阳能发电,它们的出力很不稳定。这两种因素都从一定程度上影响可靠性的提升效果。

      根据国家相关标准在光伏等分布式电源并网容量超过配电变压器额定容量的25%以上时,必须加装反孤岛装置。对于建设光伏电站的用户来讲,他们考虑的并网的几个问题,每个台区可以接入多少光伏?光伏的接入要满足什么技术要求?国网对于这些有着明确的规定,对于光伏的接入,如果不加装反孤岛装置,光伏电站的接入只允许接到光伏的25%。如果加装反孤岛装置的话,那么光伏容量可达到50%或者80%,具体多少由当地供电部门决定。

      反孤岛装置主要用于光伏并网系统中,其核心作用是通过设备中的扰动负载来打破用电平衡,使其光伏逆変器检测到的外部电压不足以满足正常输出发电,逼停逆变器,从而达到安全检修的目的。据国家电网分布式光伏发电典型设计规范要求,分布式光伏发电要求安装反孤岛装置。分布式反孤岛装置其实是一个成套的柜子,安装在变压器侧。反孤岛是以柜子的形式安装在变压器旁,与JP柜配合使用。其目的是当出现孤网运行状态时,及时处理。通过电阻的扰动迫使逆变器停止工作。

      目前,经保定特创电力科技有限公司技术人员不懈努力,开发出了新一代反孤岛设备-TC-5000反孤岛装置,该装置体积小、重量轻、操作方便,兼具主动式反孤岛和被动式防孤岛功能,解决了以往反孤岛和防孤岛不能放在一起的难题。反孤岛控制模块(TC-3087)不仅能采集电流、电压、频率、谐波等电能质量参数,而且具有高低压、过欠频、防孤岛、防逆流、反孤岛检测等功能。TC-3087模块通过内部软件计算,能准确判断电网是否正常运行,一旦出现非计划性孤岛等故障,装置可以迅速控制上级开关分闸,并能自动报警,且能控制反孤岛专用断路器,防止其误动作。本公司更有防孤岛和反孤岛多功能综合并网柜,一柜多用,不必在安装其他JP柜,接线更加方便,操作更加灵活。TC-5000反孤岛装置还有通讯功能,可以把电网运行情况实时反应给上位机,以便实现无人监控。

      5.DG对其他运行方面的影响

      (1)谐波与电压波动:采用逆变器接口形式的DG,于电力电子设备的动作将会对馈线的谐波水平具有一定影响。DG越接近系统母线,对系统的谐波分布影响越小[4]。同时,于DG接入对配电网电压的影响在1%以内,因此对电压波动的影响也很小。当相对于采用逆变器接口的DG,采用同步机接口的DG对功率调制信号的响应速度上较慢,减少电压暂降持续时间的能力也较弱[5]。

      (2)保护:DG的接入将会增加配电线路的短路电流,进而影响上下游保护的故障判别能力。基于上述分析可知,采用分散接入的DG对短路电流的增量可控制在以下,对保护的整定值影响很小;而采用专线接入的DG将对保护的整定值有很大影响。

      (3)故障定位:对于基于FTU的故障定位隔离技术,若未引入DG,发生故障时可通过任意两个相邻遥测点的电流大小来判断故障点,即两点均有或无短路电流,则故障点不在两点之间,  否则故障点在两点之间;若线路中引入DG,则线路中的某些区段变为双端电源供电,上述故障处理方法将不再适用,因此需要通过两个相邻遥测点的电流方向来判断故障点的位置。 

      6.结语   首先介绍了DG分类方式和接入电网模式,在此基础上,以典型中压配网模型为基础,定量计算了DG接入对配电网稳态特性的影响,提出了DG接入的容量与模式建议。通过分析可知,DG接入后对配电网的电压与短路等方面的影响均较小,影响DG接入的主要因素为电网的逆功率限制。同时也对DG接入在电能质量、保护的影响进行了分析,为配电网相应管理工作提供了技术借鉴。 

 

浅谈光伏并网柜的现场运用
浏览次数:    2020-05-04

       引言:近年来,随着环境问题的日益突出,绿色能源发展理念已经逐渐深入人心,全球经济发展的风向标已然转向低碳经济。太阳能产业越来越受到各个的重视。光伏电站的建设作为“十二五”计划的指标近年来也出现了蓬勃的发展。本文就光伏并网柜的设计、应用等方面进行了详细的阐述。

1、分布式光伏电站简介

      分布式光伏电站,是指利用太阳能,采用半导体的“光伏发电”效应,通过太阳能电池组件、逆变器、交流汇流箱并网柜、光伏发电监测系统等设备组成的整体的发电系统。根据光伏电站接入电网技术规定光伏电站的容量与接入电网的电压等级,接入电网。

       光伏电站发电模式:自发自用,余电上网,优先使用光伏发电,剩余电量上网并收取电费。



1.1分布式电站典型组成


 
2、并网柜简介

        光伏并网柜,作为光伏电站的总输出,存在于光伏分布式电站系统中,是连接光伏电站和电网的配电装置,其作用是做为光伏发电系统与电网的分界点,对于低压并网柜的光伏电站,光伏并网柜中还可以加装计量和保护等功能器件。

3、项目简介


      江苏兆鋆新材料股份有限公司(原镇江育达复合材料有限公司)坐落于环境优美、交通便利的南京市东郊句容新材料工业园内,占地66000平米,建筑面积55000平米。

该项目光伏电站总装机容量645.65kwp,项目主要配置,2582块组件,28台光伏逆变器,3台交流汇流柜,3个并网柜。分布式光伏电站组成如下图



 

1#并网点264.96kw 

 

2#并网点161.28kw

 

3#并网点230.4kw


  3.2并网柜原理图



 



设计说明:

1、并网断路器需具备短路瞬时,长延时保护功能,具备分励脱扣,欠压脱扣、同时需能反映故障状态及运行状态额定辅助触点各一对,并网断路器具有明显开断指示,具备开端故障电流能力,具备电源端和负荷端反接能力。

2、并网断路器应具备失压跳闸及检有压合闸功能(失压跳闸值整定为20%Un、10秒,检有压整定值宜整定大于85%Un)

3、上述并网柜接线方式和配置仅为初设,具体需以供电局接入系统方案为准。

4、光伏侧N线只做计量

3.3并网柜组成

通过各元件的组合,满足光伏并网系统的技术要求,实现对光伏系统的保护、监控。

并网柜由断路器、隔离开关、计量表计、浪涌保护器、柜体等部件组成。

 

3.4功能特点

◆ 容量涵盖范围广,可涵盖2000A以下用户并网需求;

◆ 安装方便,外观美观大气;

◆ 可选配检有压合闸、失压跳闸等功能,对光伏系统进行失压,欠压保护,及自动合闸功能;

◆ 可预留独立铅封计量室,光伏发电一目了然;

◆ 可根据客户需求配用国内外知名品牌厂家元件;

◆ 可选配电能质量在线监测装置检测光伏发电系统的各电参量,并与后台联机通讯,实现智能化管理;

◆ 可选配防孤保护及逆功率保护功能;

◆ 具有RS485通讯接口,使用ModBus-RTU通讯协议;

4、竣工验收



 

现场竣工图



5、结束语

光伏系统被称为zui理想的新能源。它有着很多不可替代的优势:①无枯竭危险;②可靠,无噪声,无污染排放外,干净(无公害);③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。它必然是未来能源行业的趋势与方向。

本文从光伏系统的基本知识,分布式光伏发电系统的组成、并网柜组成,并介绍了江苏兆鋆新材料股份有限公司项目现场的实例,结合现场环境,需求容量,给出实际解决方案,为客户提供更好的服务。

收藏!史上最全光伏相关“电气安全”知识汇总
浏览次数:    2020-04-23

中国储能网讯:电气安全贯穿整个光伏发电系统的设计、安装及运维。本文整理了组件、逆变器、光伏施工…等方面电气安全知识,希望对您有用。

组件电气安全知识

项目中,组件的排布,支架的设计一般是由专业设计人员完成,但是组件的安装很多情况下是由项目当地临时施工队完成,必要的安全预防措施以及相关的培训是非常必要的。

安全预防标识

组件安装相关

1、安装组件前,应与相关部门联系,获取关于安装场地的信息和施工许可,同时应遵守安装和检查的要求。

2、检查适用的建筑规范,确保组件所要安装的建筑及其结构(屋顶、外观立面、承重等)具有足够的承重能力。

3、请不要在组件上站立或踩踏, 否则由于 受到局部高负荷可能会导致电池片严重隐裂,从而影响组件长期可靠性。

4、根据系统所使用的逆变器的电压规格连接适当数量的组件。即使在最差的当地温度条件下,连接在一起的组件产生的电压不得高于系统允许的电压值。

5、考虑到组件间的热膨胀效应,组件之间的最小间隙为10毫米,这个间隙是指相邻两件组件的塑料护角之间的最小直线距离。

 组件维护相关

1、不要擅自更换元部件(二极管、接线盒、连接器等)。

2、应采取常规维护措施以保持组件没有积雪、鸟粪、种子、花粉、树叶、树枝、灰尘、污点等。

3、如果组件有足够的倾斜角度(至少15°), 通常情况没有必要清洗组件(降雨将有自洁作用)。如果组件表面有较多污物堆积,在一天中凉爽的时候使用没有清洁剂的水和柔和的清洁工具(海绵)冲洗组件阵列。不得在干燥的情况下刮擦或擦拭灰尘,否则会导致微小擦痕。

4、如果您需要电性能或机械性能方面的检查或维护,建议由具有证书的、且认可的专业人员进行检查或维护,以免发生触电或人员伤亡。

逆变器电气安全知识

逆变器是光伏系统中最繁忙的部件,也是光伏系统中最需要照顾的部件。设计施工人员具备与逆变器相关的安全知识不仅可以高效顺利地完成光伏系统建设并网,并可以将全寿命周期内的电气风险降到最低。

光伏逆变器常见电力安全标识

安全说明与警告

1、逆变器必须由专业人员按照当地的标准和法规进行安装和维护。

2、安装、维护逆变器之前必须断开直流输入和交流电网与逆变器的连接,且在断开至少5分钟内不能触碰逆变器以防电击。

3、逆变器运行局部温度可能超过60℃,请勿触碰,以免烫伤。

4、所有电气安装必须符合当地电气标准,取得当地供电部门许可方能由专业人员将逆变器并网。

5、在未经授权的情况下,请勿拆开上盖,请勿触碰或更换除接线端子外的其他期间,否则人身和逆变器造成危害。

6、确保直流输入电压小于逆变器最大输入电压,否则会损坏逆变器。

7、逆变器工作时,禁止插拔DC和AC连接器。

逆变器安装

1、安装高度最好与视线平行,便于操作和维护。

2、逆变器的安装应远离易燃易爆物品并确保周围没有强电干扰设备。

3、安装逆变器时应避免日晒、雨淋及积雪。

配电箱电气安全知识

光伏配电箱主要用于光伏电站项目的并网保护,一般接在光伏逆变器的出线端,对整个线路进行过欠压、过流、漏电保护,同时有的配电箱内置计量电表,可以对光伏并网电能进行计量。在配电箱安装和使用过程中,小固提醒您要注意以下几点:

光伏施工其他电气安全知识

光伏逆变器建议安装在通风且散热较好的区域,周边不要有易燃物。

光伏发电站防雷系统的施工应按照设计文件的要求进行,地面光伏系统的金属支架应与主接地网可靠连接;屋顶光伏系统的金属支架应与建筑物接地系统可靠连接或单独设置接地。

光伏组件在有光照的情况下会产生直流电,电流随着光线的增强而增强,所以触碰组件电子线路会有遭到电击或者烧伤风险,30伏或更高的直流电压甚至有可能致命。

电气设备在启动和停止时,它的终端和电缆会产生电压,因此,必须由具有资格的专业技术人员来进行操作。

连接到逆变器、汇流箱及配电箱的所有线缆必须适合系统电压、电流和环境条件(温度、紫外线)。

在连接过程中,要注意所有电缆的牵引与连接正确。必须确保有可靠接地。

断开交流或直流电压顺序:首先断开交流电压,然后断开直流电压。

总结

了解并掌握电气安全知识,将使您更加安全的安装或使用光伏系统,对保障人员的人身和财产安全,具有重要的意义。

随处可见的光伏发电!正在走入千家万户
浏览次数:    2020-04-14

随着国家政策的大力支持和大众的了解与认可,分布式光伏电站越来越多的出现在我们的生活中,分布式光伏电站除了带给企业业主经济效益外,最主要的通过节能减排,促进了环境的治理,符合可持续发展的大政方针。

太阳能光伏发电是骗局吗?光伏电站寿命可以达到25年吗?

一、居民住宅屋顶

2020年户用光伏市场有多火,这个问题似乎已经不需要赘述。无论是补贴力度、补贴资金占比,在今年的政策中都得到充分体现。

按照发改委第二次对光伏补贴标准征求意见稿,预计户用光伏补贴0.08元/kWh,对应补贴规模6GW。再加上一个月“过渡期”,全年新增户用装机规模7GW压力不大。

最近就有位业主网名叫“放羊的小小狼”,在视频中他介绍说,自己在2016年安装了5kW光伏电站,3年半累计发电2万多度,平均每年收益四千多元,详细视频如下:

视频中可以看出,这位业主还是很朴实的,毫无夸张的如实反映了自家电站的情况——不能说光伏电站是骗局,毕竟实实在在的电站资产在屋顶,明明白白的发电量送给了电网!

不能因为补贴发的慢就说光伏是骗局,补贴总会下发。而且国家都已经表态:优先发放光伏扶贫和户用光伏的补贴。包括能源局在内的国家部委非常重视和支持户用光伏,曾经有领导再三叮嘱:户用光伏是好事,好事情要办好。

除了户用光伏电站,屋顶空余面积大,用电量大,自用电费高等特点同样让工商业屋顶光伏电站具备了天然的安装优势。 主 要应用方式为自发自用,可以减小国家指标和补贴的影响。

因此,工商业屋顶电站在全国分布式电站建设过程中占据了重要的位置,尤其是那些光照好、用电量大、产权清晰、屋顶结构优质、用电价格高的工商业建筑物受到了众多光伏投资企业的关注。那么接下来,我们就重点介绍几种最常见的工商业屋顶光伏安装场景,供大家参考。

二、工厂厂房屋顶

工厂厂房屋顶是国内最常见也是最主要的屋顶光伏安装场景。工厂厂房屋顶一般具有闲置屋顶面积大、自身用电量大的特点,对于建设自发自用为主的分布式小型电站具有特别优势。

三、物流园区/产业园区屋顶物流园区屋顶都一直是光伏投资企业重点关注的对象。这主要是物流园自身特点决定的。物流园作为货物仓储周转中心,屋顶面积一般非常庞大,而且屋顶会比较平整(很多彩钢瓦屋顶),周边遮挡物非常少,而且为了满足特殊货物的保存条件(通风、冷藏等)物流园自身用电量也会比较大。这些特点完全切合了工商业屋顶光伏的要求,可以说是完全量身定制!!

四、公共单位(学校/医院/博物馆/汽车站)

在国内还存在非常多的公共单位,比如医院、学校、博物馆、政府大楼、汽车站、火车站、机场等等。公共单位的建筑屋顶面积一般不会很大,通常仅适合安装100-500KW容量的屋顶光伏电站,容量虽小好在国内拥有庞大的公共单位数量,大部分都有闲置屋顶。另外,这些公共单位在公众心中拥有一定的公信力,如果安装光伏的话对光伏的普及和推广拥有非常好的效果。

五、商业经营场所建筑屋顶(超市/停车场)

在国内有非常多独栋的商业屋顶,比如超市、商场、停车场、会所、俱乐部等,这些建筑都有非常多的闲置屋顶,可以用来做自发自用余电上网项目。

六、其他特殊应用场景

除了上面,我们经常可以看到的一些工商业屋顶安装场景外,其实还有一些不常见,却特别适合安装光伏的项目场景。比如,电信运营公司的信号基站,一般在比较偏僻的地方,地方空旷,而且需要持续的电力供应;再比如很多污水处理厂的污水处理池上方空间巨大,而且企业需要耗电非常高。

总结:

在电力供给非常紧缺的今天,对很多工商业主体来讲,能够利用自己的闲置空间安装光伏电站,一方面减少了自身在电费方面的支出,另一方面可以为国家节能减排事业做出贡献。2019年是工商业光伏之年,工商业光伏一定会陆续开工建设。光电宝以工商业光伏电站建设为主营业务,积极拓宽渠道,打造一站式服务。用技术与创新,发展全新光伏产业未来,为用户提供更多实惠!来加入我们一起为绿色环保事业添砖加瓦吧!

防逆流装置在光伏系统中的应用
浏览次数:    2020-04-07

        在光伏发电系统中,根据光伏并网系统是否允许通过配电变压器向主电网馈电,一般分为可逆流光伏并网发电系统和不可逆流光伏并网发电系统。

        在电力系统中,一般都是由配电变压器向电网内各负载送电,称为正向电流。安装光伏电站后,当光伏系统功率大于本地负荷的功率时,消纳不完的电力要送入电网,由于电流方向和常规不一样,所以叫逆流。不可逆流光伏系统是指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量,发电量不足时由电网供电,即光伏系统和电网并接一起向负荷供电。

        光伏逆变器在将光伏组件产生的直流电变换成交流电时,会夹杂有直流分量和谐波;同时,剩余光伏电力通过配电变压器向大电网送电存在不可调度的情况。所以,目前部分电力部门只允许光伏系统并入市电电网,但不允许剩余电力通过配电变压器向大电网馈电。防逆流装置正是为了解决这类问题而产生的。

        但是目前又出现了一些新的特别的情况,比如:

1.受上一级变压器的容量的限制,当地不允许再有新的并网了,但是客户还是要装;

2.某些地方政策的原因,不允许并网接入,一旦查到有逆功率上网,会罚款;

3.组件安装完成,但是后期跟电力公司未沟通好,电力公司不给并网,装储能系统成本又太高。

        这些新场合也对我们的并网光伏系统提出了防逆流的要求。

 

▲图1

★★

以图1为例:

1、 如果 C处光伏发电的功率< B处负荷的功率,说明光伏发电无法满足负载需求的情况下,仍然有部分电流从 400V电网流向负荷,无需防逆流;

2、 如果 C处光伏发电的功率> B处负荷的功率,说明光伏发电已经大于负载需求的情况下,会有部分电流流向 400V电网负荷,此时就需要防逆流装置

a.在光伏电源为多个的情况下,可以选择切除一个或几个,直至 C处光伏发电的功率≤ B处负荷的功率。

b.在光伏电源仅为 1 个的情况下,可以选择限功率光伏发电或增大负荷负载,直至 C处光伏发电的功率≤ B处负荷的功率。

3、 若在 B、C两处增设智能电度表,进行光伏发电量 B与负荷负载 C的信息采集和比较,并通过选择限功率光伏发电或增大负荷负载进行防逆流功能。

4、 通常做法是在 A处增加 1 只双向电度表或单向电度表(以 400V电网流向负荷负载为正),如果发现电流为正,则选择限功率光伏发电或增大负荷负载。

光伏电站可靠并网运行的“保护神”
浏览次数:    2020-04-03

        这是一片光的海洋。

  在青海省海南州共和县龙羊峡水电站八公里处,苍茫的戈壁滩上,你会看到荒漠中一望无垠的太阳能发电板面朝南方,微微昂头,接受太阳的光辉,释放着绿色能源。

  这是全球最大的水光互补光伏电站——百兆瓦国家级太阳能发电实证基地,项目占地近10平方公里,总装机容量170万千瓦的一座座光伏电站在大地傲然挺立。

  这只是我国近年来大力发展光伏发电的一个缩影。如今,从柴达木盆地到共和塔拉滩,从格尔木到敦煌,在西部辽阔的戈壁滩上架起的一块块深蓝色光伏电板,如根植在大地上的“绿色庄稼”,每天不停地“追光逐日”,把丰富的太阳能转换为绿色发展的经济新动能。

  国家能源局的统计数据显示,2017年1—11月,我国光伏发电量达1069亿千瓦时,同比增长72%,光伏发电量占全部发电量的比重同比增加0.7%,光伏年发电量首超1000亿千瓦时。

  “今年光伏装机容量将超过风电,预计2020年,光伏加风电将超过水电,成为我国的第二大能源。”中国电力科学研究院新能源研究中心副主任刘纯告诉记者。

  然而,就在七八年前,光伏发电还被称为“垃圾电”。这是因为太阳能发电有着巨大的波动性和“白天忙晚上歇”的先天不足。光伏电站的这种波动性和间歇性运转方式对电网调峰带来很多不利影响,所以光伏发电被称为“垃圾电”。

  为了加速我国光伏电站的发展,解决我国电网安全与光伏规模化并网的矛盾,突破规模化光伏并网运行控制关键技术,刘纯带领项目团队在国家863计划课题和国家电网公司科技项目的支持下,通过自主创新,突破了并网控制、电能质量治理、整体低电压穿越三大关键技术,形成了一批具有自主知识产权的技术成果,提高了光伏发电产业的核心竞争力,促进了国内光伏发电的产业化和规模化发展。在2017年北京市科学技术奖评选中,该项目荣获二等奖。

  光伏不能重走风电的老路

  我国一直是光伏大国,但在2011年以前只能算是制造大国。

  “2011年,我国的风电产业已快速发展,而此时我国的光伏发电产业刚起步。”刘纯告诉记者,“当时全球都是分布式光伏,而我国的特点是大规模集中式开发、远距离传输,面临着国外没有的挑战。”

  与煤电相比,光伏发电主要受到太阳的影响,因此它的“出力”不像常规发电那样可控,呈现出一定的波动性和间歇性,如此不稳定的电源接入到电网,势必对电网的安全稳定产生一定的影响。

  “光伏发电有很强的随机性,靠天吃饭,如果碰上阴天、雾霾、灰尘等情况,就会影响发电效率。”刘纯说。

  光伏发电中有一个重要的设备——逆变器,它包含很多电力电子元件,在大量逆变器通过串并联接入电网后,会产生一定的谐波,影响电网的电能质量,使电网电力不那么“纯净”。

  “光伏发出的是直流电,逆变器的任务是把直流电变成交流电输送到电网,其功率器件采用和CPU一样的硅半导体材料制造,抗过载能力很低,一有风吹草动就不行。”刘纯认为,光伏发电的抗干扰能力较弱,在电网发生故障等异常情况下,很容易发生脱网行为,对电网的供电安全性和可靠性造成不良的影响。

  2011年,风电出现了大规模脱网事故,引起了行业内外对光伏并网技术的担忧。于是在国家“十二五”规划863重大专项中提出了一个课题:大型光伏电站并网关键技术研究。

  “光伏不能重走风电的老路。”刘纯告诉记者,光伏要想成为主力电源,必须要和电网建设、负荷需求统筹考虑,如果光伏发展到一定规模,电压和电能质量都有可能出现问题。

  “光伏电站闭网技术就是通过与光伏与电网的协同控制技术,保证光伏和电网的安全稳定运行。”刘纯介绍说,“大型光伏电站并网关键技术研究”这个项目就是为解决大型光伏电站并网面临的“运行控制、电能质量和低电压穿越”等技术问题,依托示范工程,开展技术攻关,掌握大型光伏电站与电网相互影响机理,研发“逆变器—辅助装置—光伏电站”各个环节有机结合的综合协调控制系统,并实现工程示范应用,指导我国大型光伏电站的开发建设。

  稳定分析仿真平台保障并网稳定

  在电网出现扰动故障时,光伏电站需保持并网运行,并为电网提供支撑,保证系统的稳定运行,以防止事故进一步扩大,造成大面积的停电。

  对此,项目团队根据各类光伏组件和逆变器的运行特性,在充分考虑辐照度和温度的随机性分布对光伏电站出力影响的基础上,建立大型光伏电站的稳态和暂态数学模型,然后在仿真软件中实现,为大型光伏电站并网关键技术奠定研究基础。

  据了解,这个光伏发电模型可进行潮流、机电暂态、电磁暂态、电能质量、长过程动态仿真计算等,具有应用范围广、仿真精度高、速度快、仿真模块齐全、操作简捷等特点。

  “光伏发电稳定分析仿真平台,完成了青海、西藏、宁夏等省(区)的光伏发电接纳能力研究,并对光伏电站并网提出了技术要求,保障了我国大规模光伏并网后的安全稳定运行。”刘纯说。

  基于项目的研究成果,结合我国电网实际情况,制订了2项国家/行业标准,规范和指导了我国光伏发电并网技术要求及测试评价规范,对我国光伏发电并网技术标准进行了有效提升,对保障光伏发电安全运行、促进光伏发电消纳具有极其重要的作用。

  有六大功能的“全能大脑”

  光伏逆变器作为电站的“大脑”,不但肩负着直流变交流的重任,还是电站响应电网需求以及业主了解电站运行状况的载体。

  光伏逆变器的核心任务是跟踪光伏阵列的最大输出功率,并将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量馈入电网。

  “由于逆变器是串联在光伏方阵和电网之间,逆变器的选择将成为光伏电站能否长期可靠运行的关键。”刘纯说。

  随着装机量的不断增大,渗透率的不断提高,对光伏系统并网性能的要求越来越高。大量分布式光伏接入配电网,对配电网安全运行也将产生一定的影响。因此,作为光伏系统与电网的接口,逆变器具有十分重要的作用,将直接影响光伏系统的并网性能。

  为解决大型光伏电站对电网安全稳定和电能质量带来的不利影响,项目团队研制了一套具有多控制模式的逆变器。该多控制模式逆变器具有有功功率控制、无功功率调节、低频振荡抑制、功—频响应、低电压穿越和紧急无功支撑能力6种功能。

  “这种集6种控制策略于一体的逆变器复合控制技术,使电站具备了电能质量调节、有功/无功调节、低电压穿越、参与电网调峰调频等六大功能,大大提高了光伏发电并网性能。”刘纯说。

  光伏电站接入电网环境千差万别,部分末端电网相对较弱,电压波动明显,电能质量差。光伏系统并网甚至出现谐振脱网的现象。

  “以前电能质量只控制电压,没考虑到谐波。我们希望通过关键技术研究,解决光伏并网后的谐波和闪变等问题。”刘纯说。

  最后项目组在青海建成了一个百兆瓦的示范工程。“一次调试成功,测试结果与仿真结论完全吻合。电压变化迅速跟踪,控制精度极高。”刘纯说。

  项目团队还提出了基于逆变器下垂控制的光伏电站分层无功电压自适应控制技术,建立了基于控制在环实时仿真的光伏电站AVC系统研发试验平台,开发了基于逆变器的大型光伏电站AVC系统,具备了替代光伏电站SVC/SVG的能力,有效降低了光伏电站建设和运行成本。

  “以前光伏电站要配SVG,用来自动调节,现在把SVG取消,一百兆瓦电站就减少投资500万元,运营费用每年减少100万元,成本降低很多,并且提升了电站效率。”刘纯说。

  为我国光伏发展提供了有效支撑

  刘纯告诉记者,该项目所形成的关键技术、装置、系统在国内多个电网公司、光伏电站进行了推广应用。“应用情况表明,在光伏电站的规划、运行、控制等方面都起到了一定的促进作用,且具有良好的经济效益。”

  项目建立的光伏发电稳定分析仿真平台,从2012年开始应用,完成了青海、西藏等省(区)光伏发电年度及远景年开发规模的滚动规划调整,为光伏发展规划提供了技术支撑和决策依据,有效促进了光伏与电网的协调发展。

  项目提出的光伏电站整体低电压穿越验证技术,对多个百兆瓦光伏发电项目进行了低电压穿越能力评价,验证了光伏发电站具备国标要求的不脱网连续运行、无功支撑和快速有功功率恢复能力。

  而在关键设备的应用推广上,项目研发的总容量4Mvar的电能质量综合调节装置在青海锡铁山光伏电站开展了示范应用,该系统同时具备无功补偿和谐波治理功能,通过相关测试,其无功电压动态调节响应时间20毫秒,投运后有效提高电网电压运行水平,并减少光伏电站的谐波输出。

  项目研发的基于逆变器下垂控制的光伏发电AVC系统自2015年至2016年12月分别在锡铁山光伏电站、安徽肥东百兆瓦光伏电站、国网北京市电力公司延庆电网地区进行了工程示范应用。光伏发电AVC系统可以充分利用光伏逆变器无功调节能力,在不需要额外无功补偿设备的情况下,即可满足光伏电站无功需求,在无功控制精度、无功响应时间、电网电压控制精度及响应时间等各项指标均满足国标的要求。

  “项目成果规范了我国光伏电站的规划设计、并网运行和性能评价,保障了我国光伏飞速发展情况下未出现大面积脱网等严重事故。同时提高了我国光伏产业核心竞争力,推动了我国光伏产业的快速健康发展。”刘纯说,“简单地说,我国光伏发电装机5年增长了100倍,至今没有出现脱网等大事故,就充分说明了项目的意义。”

光伏电站“邂逅”油菜花海
浏览次数:    2020-04-01

        连日来,在城东街道的正泰“农光互补”光伏发电项目基地,种植的1500亩油菜花陆续盛开,金黄色的油菜花与蓝色的光伏板交相辉映,犹如一幅丰收喜人的油画,美不胜收。

        正泰150兆瓦“农光互补”光伏发电项目占地约4500亩,在这块含盐量远超一般土地的滩涂盐碱地上,采取框架上清洁发电、框架下高效农业种植的方式,打造高效智慧型农光互补光伏电站,目前年均发电量约为1.8亿度,“光伏+”项目油菜花和海水稻交叉种植,附加“鱼稻共生”和“禽稻共生”产业衍生,打造独具特色的美丽田园。

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