光伏电站接入电网方案.ppt

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1、光伏电站接入系统方案2017年12月制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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心目目 录录主要内容：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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心21 1 1 1 光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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

2、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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心31.1 1.1 光伏电站组成光伏电站组成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 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心4新能源本部新

3、能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心n n35kV35kV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35/0.315kV35/0.315kV35kV35kV电网电网注：注：根据系统要求，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315V315V1 1 1 1 光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础

4、知识介绍(无变压器无变压器)315V315V35/0.315kV35/0.315kV1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.2 1.2 光伏组件光伏组件光伏组件光伏组件新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心61 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.2 1.2 光伏组件光伏组件光伏组件光伏组件单晶硅单晶硅单晶硅单晶硅多晶硅多晶硅多晶硅多晶硅硅基薄膜硅基薄膜硅基薄膜硅基薄膜新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管

5、理中心项目管理中心项目管理中心71 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.2 1.2 光伏组件光伏组件光伏组件光伏组件碲化镉碲化镉碲化镉碲化镉CIGSCIGS柔性柔性柔性柔性CIGSCIGS新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心81 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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逆变器逆变器集装箱式逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心91 1 1 1光

6、伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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 逆变器逆变器逆变器逆变器（1 1）结构结构结构结构 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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心10 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 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍 自动开关自动开关（2 2）并网运行特性并

7、网运行特性并网运行特性并网运行特性1.3 1.3 逆变器逆变器逆变器逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心11 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（最大功率跟踪（MPPT）控制）控制 1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍（2 2）并

8、网运行特性并网运行特性并网运行特性并网运行特性1.3 1.3 逆变器逆变器逆变器逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心12 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。电网频率过电网频率过/欠频率欠频率 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。电网电压过电网电压过/欠压欠压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。交流输出短路保护交流输出短路保护（3 3）具备的保护功能具备的保护功能具备的保护功能具备的保护功能 1

9、 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心13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 孤岛现象保护孤岛现象保护（3 3）具备的保护功能）具备的保护功能）具备的保护功能）具备的保护功能1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电

10、站基础知识介绍1.3 1.3 逆变器逆变器逆变器逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心14谐波直流分量目前，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-L2.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电能质量控制功能电能质量控制功能1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心

11、项目管理中心项目管理中心15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电能质量控制功能电能质量控制功能1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍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逆变器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心16 箱式变电站（简称箱变）是一种把高压

12、开关设备、配电变压器、低箱式变电站（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箱压开关设备、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。体内的紧凑型成套配电装置。体内的紧凑型成套配电装置。体内的紧凑型成套配电装置。1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏

13、电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.4 1.4 箱变箱变箱变箱变美式箱变美式箱变美式箱变美式箱变欧式箱变欧式箱变欧式箱变欧式箱变新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心17 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、控制和保护。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。进行发电、输电、

14、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护。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、高压负荷开关、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、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、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。高压操作机构等。高压操作机构等。高压操作机构等。1 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.5 1.5 开关柜开关柜开关柜开关柜固定式固定式固定式固定式移开式移开式移开式移开式新能源

15、本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心181 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.6 1.6 主变压器主变压器主变压器主变压器新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心191 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.7 1.7 升压站升压站升压站升压站新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心201 1 1 1光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知

16、识介绍光伏电站基础知识介绍光伏电站基础知识介绍1.7 1.7 升压站升压站升压站升压站新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心212 2 2 2 光伏电站并网方式的选择光伏电站并网方式的选择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

17、新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心222 2 2 2 光伏电站并网方式的选择光伏电站并网方式的选择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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心23 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、电压不平衡

18、度、直流分量电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面应满足相关标准。3 3 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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心243 3 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

19、治理主要是通过SVG+FC来实现。新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心253 3 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电压不平衡度电压不平衡度电压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

20、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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心263 3 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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心273 3 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光伏

21、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新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心283 3 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

22、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

23、新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心294 4 4 4 光伏接入电压等级的选取光伏接入电压等级的选取光伏接入电压等级的选取光伏接入电压等级的选取 光伏接入系统总体上受电压波动、谐波影响、电压损耗及接入容量比等条件的制约。具体反映在工程实践中，将主要影响其接入系统的电压等级和接入点（接入线路长度）的选取。以电压波动制约为例，若20MWp光伏电站接入10kV电网，电压波动将超过国标要求，而接入110kV电网则可以避免该问题。同样，不同电压等级的电网所能接纳的谐波含量也有着很大的差别。这对光伏电站接入电压等级也有很大的影响。新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心30新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心31新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心32新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心335 5 5 5 并网手续流程并网手续流程并网手续流程并网手续流程 新能源本部新能源本部新能源本部新能源本部 项目管理中心项目管理中心项目管理中心项目管理中心34