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1、光伏电站光伏电站 接入系统分析接入系统分析 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 目 录 2 主要内容： 1光伏电站基础知识介绍 2光伏电站并网方式的选择 3光伏电站接入电网的制约条件 4光伏电站接入电压等级的选择 5 并网手续流程 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 3 1 1 光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 国家标准： 光伏系统并网技术要求 GB/T 199392005； 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 199642012； 国家电网公司技术标准： 光伏电站接入电网技术规定（国家电网科2011663号） 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中
2、心 4 1.1 1.1 光伏电站组成光伏电站组成 光伏电站主要 由太阳能电池组、并 网逆变器、电网接入 系统等构成。 太阳能电池分 成若干阵列，经光照 后输出直流电力，通 过逆变器逆变为交流 输出，汇集后并入电 网。 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 n n 35kV35kV并网发电系统主接线示意图并网发电系统主接线示意图 本本 地地 负负 35kV35kV母线母线 本本 地地 负负 荷荷 计量计量 35/0.315kV35/0.315kV 35kV35kV电网电网 注：注： 根据系统
3、要求，选择合适的根据系统要求，选择合适的 逆变器，通过变压器升逆变器，通过变压器升 压至压至35kV35kV并入电网。并入电网。 光伏组件光伏组件 汇流箱汇流箱 逆变器逆变器 升压变升压变 ( (无变压器无变压器) ) 逆变器逆变器315V315V 1 1 光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 ( (无变压器无变压器) ) 315V315V 35/0.315kV35/0.315kV 6 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.2 1.2 光伏组件光伏组件 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 7 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.2 1.2 光伏组件
4、光伏组件 单晶硅单晶硅 多晶硅多晶硅硅基薄膜硅基薄膜 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 8 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.2 1.2 光伏组件光伏组件 碲化镉碲化镉 CIGSCIGS 柔性柔性CIGSCIGS 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 9 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.3 1.3 逆变器逆变器 逆变器 集装箱式逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 10 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 无变压器隔离的大功率三相并网逆变器（输出电压270V/315V） 1.3 1.3 逆变器逆变器（1
5、 1） 结构结构 采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器（输出电压为400V） 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 11 根据从日出到日落的日照条件，尽量发挥太阳能电池方阵输出功率 的潜力，在此范围内实现自动开始和停止。 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 自动开关 （2 2） 并网运行特性并网运行特性1.3 1.3 逆变器逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 12 光伏电池电气特性 （光照、温度均恒定时） 光伏电池MPP 随温度变化曲线 光伏电池MPP 随光辐射变化曲线 最大功率跟踪控制（MPPT）对跟随太阳能电池方阵表面温度变化和 太阳光照度变化
6、而产生出的输出电压和电流变化进行跟踪控制，使方阵经 常保持在最大输出的工作状态，以获得最大的功率输出。 最大功率跟踪（MPPT）控制 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 （2 2） 并网运行特性并网运行特性1.3 1.3 逆变器逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 13 当接口电压（含单相）不在允许的范围内，光伏系统应在规定的时 限内跳开与电网的连接，停止送电。 电网频率过/欠频率 当检测到电网侧发生短路时，光伏电站向电网输出的短路电流应不 大于额定电流的150。 电网电压过/欠压 5HZ范围时，光伏系统应在0.2s以内跳开与电网 当电网频率超过 的连接，停止送电
7、。 交流输出短路保护 （3 3） 具备的保护功能具备的保护功能 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.3 1.3 逆变器逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 14 电网失压时，光 伏电站仍保持对失压 电网中的某一部分线 路继续供电的状态称 为孤岛现象。 孤岛现象分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。 所有并网逆变器中全部同时具有两种孤岛现象检测技术： 被动检测 主动式检测 孤岛现象保护 （3 3）具备的保护功能）具备的保护功能 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.3 1.3 逆变器逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 15 谐波
8、 直流分量 目前，逆变器中，抑制并网电流谐波的方法有： 1. 拓扑结构选择： L-C ，L-C-L 2. 电感和电容参数的设计 3. 控制算法，PWM驱动方式 4. 采样精度 5. 运算精度 逆变过程中： （4 4） 电能质量控制功能电能质量控制功能 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.3 1.3 逆变器逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 16 直流隔离功能 逆变器主要通过加装隔离变压器来实现隔离直流的功能 。目前，大部分250kW及以下三相逆变器都将隔离变压器集成在柜内 。对于没有集成隔离变压器的逆变器，可以应用户要求再另外装设。 逆变器主要通过加装隔离变
9、压器来实现隔离直流的功能。 （4 4） 电能质量控制功能电能质量控制功能 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.3 1.3 逆变器逆变器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 17 箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备、配电变压器、箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备、配电变压器、 低压开关设备、电能计量设备等按一定的接线方案组合在一个或几个低压开关设备、电能计量设备等按一定的接线方案组合在一个或几个 箱体内的紧凑型成套配电装置。箱体内的紧凑型成套配电装置。 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.4 1.4 箱变箱变 美式箱变美式箱变 欧式箱变
10、欧式箱变 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 18 高压开关柜是用于电力系统的电气柜设备。主要作用是在电力系高压开关柜是用于电力系统的电气柜设备。主要作用是在电力系 统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保 护。开关柜内的部件主要有高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开护。开关柜内的部件主要有高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开 关、高压操作机构等。关、高压操作机构等。 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.5 1.5 开关柜开关柜 固定式固定式 移开式移开式 新能源本部新能源本部 项目管理
11、中心项目管理中心 19 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.6 1.6 主变压器主变压器 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 20 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.7 1.7 升压站升压站 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 21 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 1.7 1.7 升压站升压站 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 22 2 2 光伏电站并网方式的选择光伏电站并网方式的选择 （a） 专线接入方式 （b）支接方式 2.1 2.1 光伏电站并网方式光伏电站并网方式 专线：原则上送出线路应进入变电站间
12、隔，且变电站间隔内一、二次设备齐全。 支接：不是从变电站间隔内直接引出，而是从一条线路上或环网柜中引出一个分 支进行供电，分支点没有断路器、CT等电气设备。 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 23 2 2 光伏电站并网方式的选择光伏电站并网方式的选择 对运行管理方面的影响 光伏电站采用专线接入系统，运行管理相对简单。而光伏电站支 接入某条馈线，单电源线路变化成为双电源线路，增加了运行检修难 度。 2.1 2.1 光伏电站并网方式光伏电站并网方式 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 24 国家电网公司光伏电站接入电网技术规定中要求光伏电站接入 系统后，在谐波、电压偏差、
13、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等 方面应满足相关标准。 3 3 光伏电站接入电网的制约条件光伏电站接入电网的制约条件 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 25 3 3 光伏电站接入电网的制约条件光伏电站接入电网的制约条件 3.13.1谐波谐波 逆变器为整流器件，是一个谐波源，很容易谐波超标；光伏电 站在做完项目接入系统设计完成后，做电能质量评估，分析谐波是否 超标。 在谐波超标的情况下，会进行谐波治理，谐波治理主要是通过 SVG+FC来实现。 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 26 3 3 光伏电站接入电网的制约条件光伏电站接入电网的制约条件 3.23.2电压
14、不平衡度电压不平衡度 电压不平衡度则与站内光伏电池组布置及逆变器接线紧密相关 ，设计经验表明，大中型光伏电站一般采用三相逆变器，这类电站只 要光伏电池组布置得当，则电压不平衡较小； 部分小型光伏电站采用了单相逆变器，这类电站通过在每相上 各连接一台逆变器组成三相系统，对于这类电站，必须得有保护装置 保证相关单相逆变器同切同投，以满足电压不平衡度的要求。 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 27 3 3 光伏电站接入电网的制约条件光伏电站接入电网的制约条件 3.3 3.3 电压波动电压波动 光伏电站输出功率不稳定，随日照强度、温度等自然因素变化。 因此光伏电站主变压器一般采用有载调压
15、变压器，能根据光伏出力 情况快速调节输出电压。 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 28 3 3 光伏电站接入电网的制约条件光伏电站接入电网的制约条件 3.4 3.4 电压损耗电压损耗 为保证光伏电站公共接入点供电电压满足用户需要，光伏电站并网线路 越长，并网线路沿线各点的电压畸变越严重，电压损耗越大。为保证光伏 电站并网的经济性，接入系统引起的线路电压损耗应满足下式。 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 29 3 3 光伏电站接入电网的制约条件光伏电站接入电网的制约条件 3.5 3.5 接入容量比接入容量比 并网电压等级在20kV及以下的光伏电站，一般可认为是较为典 型的分布式电源，其产生的电能应就地消纳。 从电能就地消纳，避免倒送至上级电网，光伏电站总装机容量不 宜超过上一级变压器容量的20%或最大负荷的25%。 根据根据光伏电站接入电网技术规定光伏电站接入电网技术规定T T接入公共电网的中型光伏接入公共电网的中型光伏 电站总容量宜控制在所接的公用电网线路最大输送容量的电站总容量宜控制在所接的公用电网线路最大输送容量的30%30%。 新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心 总装机容量G电压等
