ppt-光伏发电并网及运行技术

目 录
光伏发电并网问题
光伏发电接入电网技术
光伏电站运行及评价
2.1 光伏发电并网的关பைடு நூலகம்技术点
针对集中式地面光伏电站
有功控制技术
无功电压控制技术 功率预测 故障穿越
GB-T 19964 2012 光伏发电站接入电力系统技术规定
针对分布式光伏系统
无功控制技术
GB-T 29319 2012 光伏发电系统接入配电网技术规定
逆变器 效率
98 96 94 92 90 800
3.3 光伏电站性能评价内容
光伏电站运行效率分析
光伏电站效率分析 光伏组件效率分析 光伏逆变器效率分析 电站运维优化方案 光伏组件衰减分析 光伏组件一致性分析 电站发电量预估 通过精细化评估提供电站运营方 和投资者一个可信的系统效率
谢 谢
对电压无功控制系统影响
DG启停，无功变化造成VQC动 作次数越界
QL QG
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24
t
1.3 光伏发电对电网的影响
配电网继电保护
线路发生故障后，继电保护以及重合闸的动作行为都会受到光伏发电系统的 影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著。
Substation
对有载调压分接头动作影响
高电压 ：DG接入馈线，变压 器一次电压接近上限时 低电压：DG安装在LTC或者电 压调节器侧
Q
LTCXfmr
Power Gen
Area of Voltage
Feeder woltage profile at peak demand with DG Unit Off V o l t a g e Feeder woltage profile at peak demand with DG Unit On
地理信息
设备信息
2.5 故障穿越
故障穿越（低电压穿越）的两个基本要求
零电压穿越
1. 2 1. 1 1 0. 9 0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 -1
光伏发电站并网点电压(pu)
动态无功支持
曲线1
动态无功注入： IT≥1.5×(0.9-UT)IN (0.2≤UT≤0.9) IT≥1.05×IN IT=0 t<30ms
电
站
满足光伏并网要求，配合电网调度； 争取上网优先权、提高上网小时数； 合理安排检修计划、减少弃光损失 。
2.4 光伏发电功率预测
光伏发电短期功率预测
关键技术
光资源数值预报技术
地表辐射测量 电站实时数据
辐射预测校正技术 短期功率预报模型
辐射 预测订正
光电转换 模型
辐射数值预报
光伏功率预测
设定功率
时间 /h
远方指令跟踪模式：实时跟踪调度中心下发的控
制指令，指令数值决定于光伏电站在主站AGC中的 控制模式。
时间/h
有功功率/MW
计划跟踪模式 ： 光伏电站执行调度中心日前下发
或实时滚动更新下发的发电计划曲线。
2.3 无功电压控制技术
无功配置要求

容性无功能够补偿光伏电站满发时站内汇集系统、主变压器的全 部感性无功及光伏电站送出线路的一半感性无功之和；
多云 Cloudy day
一周出力曲线 Power Output of a week
广泛采用电力电子技术
没有转动惯量 没有阻尼特性
1.3 光伏发电对电网的影响
电压稳定问题（静态、暂态）
系统调频调峰问题
1.3 光伏发电对电网的影响
配网电压调节
现有调压策略无法适应光伏接入后的电压调节需要
青海海西电网 光伏发电装机超过240万千瓦， 本地负荷40万千瓦。 距离负荷中心600km以上，通 过750kV传输。 单个电站最大容量超过300MW
1.2 光伏发电技术特点
周期性(Periodicity), 间歇性(intermittent), 波动性(fluctuant)
晴天 SunShine day
5
10
0.3
交流线缆损耗
分布概率
0.2
0.1
直流线缆损耗 变压器损耗 组件衰减 失配损耗
组件不 一致性
0
0.4
0.3
0.2
0.1
0 -0.02
-0.015 相 对 功 率 失 配 /%
-0.01
-0.005
效率（%）
效率（%）
灰尘影响 热斑影响 温度系数
100
100 98 96 94 92 90 800 700 600 直流侧电压（V） 500 400 0 0.2 0.4 直流侧功率等级 0.6 0.8 1 700 600 直流侧电压（V） 500 400 0 0.2 0.4 0.8 0.6 直流侧功率等级 1
3.2 光伏电站运行评价
光伏系统效率影响因素 PR与CF值
PR（%）
理论值
90 13.5
实际值
100 15 90
能效比（%）
14
能效比（%）
阴影影响 逆变器效率 组件输出功率
PR（%）
组件不一致性
85
13
80
13
70
12
80
12.5
60
11
75
1
2
3 月份
4
5
12
50
1
2
3 月份
4
控制主站
以太网
调度管理系统
330kV升压站
控制子站
控制子站 2M专网
……
控制子站
标准接口
电网侧控制
光伏电站 监控系统 光伏发电 单元
光伏电站 光伏单元
光伏电站 监控系统 光伏发电 单元
……
场站侧控制
……
2.2 有功控制技术
光伏电站的有功控制模式
最大功率模式：在有功输出功率的最大变化率（1min/10min）符合并网要求
感性无功容量能够补偿光伏电站送出线路的一半充电无功功率； 对于通过汇集站接入的电站，要补偿全部线路的无功；
Q（pu）
逆变器的无 功容量要求

无功配置的问题 一般情况下，光伏电站无功补偿需要安 装SVC、SVG等无功补偿设备
0.31
0
逆变器的无功容量可达额定容量的30%， -0.31 如何利用？
导致本线路保护的灵敏度降低及拒动； 导致本线路保护误动 导致相邻线路的瞬时速断保护误动
并失去选择性 导致重合闸不成功 ……
日本2.2MW太阳城项目：大量配电网保护更换； 浙江示范工程：加装低周、低压解列、过流等保 护；校核和调整10kV电流速断、延时电流速断、 过流保护、反向故障保护定值。
的前提下，光伏电站的有功输出不做限制。
实际出力
有功功率/MW
限值模式：控制光伏电站的功率输出不超出指定限值。 差值模式：输出功率始终保持与最大可调出力固定
偏差（限额），是参与系统有功备用的一种方式。
证出力平稳。
限制功率
时间 /h
最大可调 功率
斜率模式：按照给定的爬坡速率调节输出功率，保
有功功率/MW
无功补偿 装置
光伏逆变器
并联无功 补偿设备
变压器 分接头
2.4 光伏发电功率预测
功率预测基本要求
对象： 分辨率： 10MW及以上 15min 短期功率预测： 超短期功率预测： 0～72小时 15min～4h
合理安排应对措施，提高电网的安全性和可靠性；
电 网
调整和优化常规电源的发电计划，改善电网调峰调频能力， 增加光伏并网容量； 降低因光伏并网而额外增加的旋转备用容量，改善电力系 统运行经济性。
电站无功出力曲线
2013年，结合新疆-西部750kV第 二通道联网短路试验监测光伏电站 特性 • 短路点附近有28台逆变器脱网 • 整体故障穿越能力较好，较2011 年短路试验结果有极大提升
目 录
光伏发电并网问题
光伏发电接入电网技术
光伏电站运维及评价
3.1光伏电站运维管理（精细化）
1、关键设备预警 2、设备可靠性评估与优化 3、备品备件的储备、计划及财务指标分析 4、光伏电站群节约化统一管理
防孤岛保护
继电保护
2.2 有功控制技术
光伏电站的有功控制要求
根据系统指令调节有功输出 根据系统的频率自动调节有功输出 控制系统的有功功率变化率 (<10%装机容量/min) 光伏电站集群控制 系统总体方案
调度中心
预测预报系统 测风塔 以太网 电力调度系统 以太网 测光站 以太网
光伏发电站可以从电网切出
要求光伏发电站 不脱网连续运行
(UT<0.2) (UT>0.9)
0 0.15
0.625
有功恢复 (Active power restore)：
1 2 时间 (s)
≥ %30PN/s
3
4
光伏电站故障穿越能力主要取决于逆变器
2.5 故障穿越
光伏电站低电压穿越能力现状
电站有功出力曲线
光伏发电并网及运行技术
2014-08
中国电力科学研究院
目 录
光伏发电并网问题
光伏发电接入电网技术
光伏电站运维及评价
1.1 中国光伏发电的发展
我国光伏发电发展模式
西北地区： 集中开发、高压输送 中东部： 分散接入，就地消纳
年份
2013年 2015年 2020年
装机规模
1500万千瓦 3500万千瓦 1亿千瓦？
1 P（pu）