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并网光伏发电站电能质量分析

返回列表来源:领步电能质量发布时间:2017-11-22加入收藏关注:-

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          随着光伏产业的迅速发展,光伏发电在电力网络系统中的占有率不断增加。受光伏发电原理的影响,光伏发电的输出功率在全天运营中具有一定的波动性,导致光伏系统并网出现一系列电能质量的问题,这些都要求我们加强实时监控,提高并网光伏的电能质量。

          太阳能光伏发电是我国对可再生能源的有效利用,能够改善我国能源配置结构,实现绿色环保,是电力系统未来发展的方向。光伏发电受天气的不确定性因素影响,其输出功率常常是波动的,影响电网的电能质量。因此,光伏电能的质量控制、电网的安全可靠,是确保光伏发电系统稳定发展的关键指标。


一、并网光伏发电的特点

          光伏发电系统通常分为两大类:独立光伏发电系统和光伏并网发电系统。与传统的能源发电形式不同,光伏发电是使用Z大功率点进行跟踪控制,其输出功率不是定值,随着太阳的辐射度、环境的温差、时间、气象等多种因素的变动而变化,其较大的波动性给光伏系统带来一系列的电能质量问题。同时,光伏发电系统利用光伏组件将能量转换为直流电时,依靠逆变器将直流电转换为交流电,再并入电网,又会产生一些谐波和电能分量,都会影响电能质量,对用户的电力设备造成伤害,产生经济损失。因此,并网光伏电站的电能质量问题不容忽视,应加强电站接入点的电能质量的长期监测,全面科学地进行评估,进一步改善并网光伏电站对电网的影响。


二、光伏电站电能质量的标准和影响因素
       与发达国家相比,我国的光伏产业开展较晚,关于光伏入网的标准制定相对比较少,目前主要依据是国家电网公司的企业标准《光伏电站接入电网技术规定》,该标准明确制定了光伏电站开网时谐波、电压波动、闪变、直流分量等电能质量的指标值,成为我国光伏领域的执行标准。同时,对电能质量标准内容和限值设定提出了主要的参考意见,为光伏电站制定电网技术、进行电网入网测试等提供了技术依据,有效地避免了在大规模光伏并网发电时出现严重的问题。

           光伏电站在常规接入设计时,通常会考虑接入点的短路容量大小;光伏发电的技术特点决定了光伏电站的特性,不会产生电网的频率偏差、电压的突然升降或三相电压不平衡等现象,光伏电源在接入电网时对电能质量的评估主要体现在电压偏差、电压波动和谐波等几个方面。光伏电站发电系统的容量大小和安装方法以及出力的程度影响着系统的电压波动和谐波两个因素,而电站使用的逆变器、控制方式、电站所处位置及线路参数等也是光伏电站电能质量的影响因素。


三、光伏发电在并网的过程中存在的电能质量问题
       1、对公用电网的系统电压有影响。光伏发电装置的输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化,输出功率不稳定,特别是输出功率变化较大时,会对系统接入点造成电压波动和闪变。
       2、产生谐波。光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能,再通过逆变器转为交流电能,在转换过程中,会产生大量谐波。所以在并网时要对谐波进行实时监测,如果超出国家的标准,需采取加装滤波装置等相应措施。
       3、无功功率的影响。光伏发电的功率因素较高,一般都在0.98左右,基本上是有功输出,为满足无功补偿分层分区和平衡的原则,光伏发电站应配置相应的无功补偿装置,以满足电网对无功的需求。
       4、光伏发电通过电力电子逆变器并网,易造成三相电流不平衡。

           5、当光伏发电系统线路上发生故障时,容易影响电网继电保护以及重合闸动作。


四、治理光伏发电并网过程中存在的电能质量问题
治理谐波:有源滤波器
       有源电力滤波装置的基本原理是从电网中检测出谐波电流,经内部芯片快速计算、分析、比较,控制主功率单元产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含基波成分。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
无功补偿:svg
       静止无功发生器(Static VAR Generator,简称 SVG)是柔性交流输电技术的主要装置之一,属于并联型动态无功补偿装置。它能够发出或吸收无功功率,并且输出可以变化以控制电力系统中的特定参数。在配电网中,将小容量的 SVG 安装在某些特殊负荷(如电弧炉、地铁等冲击性和整流性负荷等)附近,可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量。

SVG静止无功发生器不仅可以补偿无功功率,还可以克服三相不平衡,消除电压闪变和电压波动等。


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