国家电网光伏电站并网技术标准解读

1、国家电网光伏电站并网技术标准解读标准Standard编辑/孑L令欣国家电网光伏电站并网技术标准解读>文/张军军秦筱迪光伏系统接入电网作为光伏发电的重要环节,直接关系到光伏发电对公用电网的影响.未来光伏并网多应用于110kV以下的输电线路,电网运行环境极为复杂,并网技术难点亦将倍增,光伏发电功率的波动性,随机性,高渗透率给中国电网的安全稳定运行带来了新的挑战.为此,中国国家电网公司于2011年颁布了Q/GDw6172011光伏电站接入电网技术规定和Q/GDW618-2011(光伏电站接入电网测试规程两项企业标准,对不同电压等级,不同容量和不同并网方式的光伏电站,在技术指标,并网前应

2、接受测试的项目和方法进行规范.本刊就两项标准的相关要求进行解读,以便企业参照执行.一,一般原则这两项标准适用于接入380V及以上电压等级的并网型光伏发电站,不适用于离网型光伏发电站.我国太阳能资源分布和电能消费的格局决定了在中国进行光伏发电时应采用集中开发,高压输送和分布接入,就地消纳两种形式.这两种形式的光伏电站并网特性不同,其并网要求也有区别.标准中按不同的接入电压等级对光伏发电站进行了分类:通过380V电压等级接入电网的光伏电站为小型光伏发电站,通过10kV35kV电压等级接入电网的光伏电站为中型光伏发电站,通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站为大型光伏发电站.按不同的并网连接方

3、式,又将光伏发电站区分为:专线接入公用电网,T接于公用电网以及通过用户内部电网接入公用电网.为避免小型光伏发电站在用电低谷时向公用电网倒送电,小型光伏发电站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%,这样还能允许小型光伏发电站根据上一级变压器的容量进行灵活配置.为避免在发电高峰时输电线路过载,T接于公用电网的中型光伏发电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送容量,03o%以内.综合考虑光伏发电系统各个组成部件的工作温湿度条件和测试系统各设备的工作温湿度条件,测试环境温度要求1050,环境湿度要求不超过90%.二,电能质量光伏发电站接入电网环节中,电能质量参数主要包括谐波,

4、问谐波,高频分量,电压波动和闪变,电压不平衡度,直流分量.其中谐波,间谐波,电压偏差,电压波动认证技术2012?01和闪变,电压不平衡度分别参照对公用电网的相应国标.光伏发电站接入电网,主要是通过连接并网型光伏逆变器实现的.并网型光伏逆变器的输入直流能量由稳定的电流源提供,属于电流源型逆变器.实际测试中,谐波电压,间谐波电压,电压偏差,电压波动和闪变及电压不平衡度,这些涉及电压参数的量,一般与并网点的公用电网实际值相仿,差异不大.光伏发电站接入电网运行时,并网点向公用电网馈送的直流电流分量不应超过其交流电流额定值的0.5%.但对于某些小型的光伏发电站,如社区型或户用型发电站,实际测试时精度要求

5、过于苛刻,一般按照馈送的直流分量不应超过5mA来处理.通过1级以上的变压器升压至10kV以上电网的大中型光伏发电站,其逆变器产生的直流分量已被变压器有效隔离,不需要检测直流分量.三,功率控制和电压调节针对小型光伏发电站(380V),标准提出了有功功率变化率和功率因数的要求;针对大中型光伏发电站(10kV以上),除了有功功率变化率的要求外,还指明大中型光伏电站应配置有功功率,无功功率和电压调节的控制系编辑/孑L令欣Standard标准统,并能够接收并自动执行调度部门发送的控制指令.以上要求中,无功功率控制与电压调节的目的是确保其并网点的电能质量,在符合公用电网要求的范围内具有稳定性,并根据控制策

6、略的差异而略有不同.大多数光伏发电站通过逆变器的调节来实现,以无功补偿,变比调整作为辅助手段.对于光伏发电站无功容量要求的范围,很难给出一个统一的界定值.因为该值取决于光伏发电站的容量大小及所接入电网的特性和并网点位置(电网结构及输送线路长度).但是一般而言,需要光伏发电站具有在系统故障情况下能够调节电压恢复至正常水平的足够无功容量,以满足电压控制要求,其容量的大小,输送线路长度与光伏所接入的电网结构有密切关系.因此,对于专线接入公用电网,T接于公用电网或接入用户内部电网以及通过升压变接入公用电网的大中型光伏发电站,分别对其容性和感性无功容量给出相应要求,以确保其在需要提供无功补偿时有能力实现

7、.通过380V电压等级并网的小型光伏发电站容量一般都比较小,功率控制对并网的支持非常有限,考虑到成本和技术因素,在功率控制上不做出要求,只对其功率因数提出相应要求.安全稳定运行的原则,向光伏发电站下达欠压响应或低电压穿越的指令.光伏发电站电压/频率异常时的分段响应要求在标准中进行了规定.低电压穿越要求电压跌落曲线如附图所示.电力系统发生不同类型故障时,若光伏电站并网点电压全部在图中电压轮廓线及以上的区域内,应保证不间断并网运行;否则停止向电网输送电能.埘1i:1(s1附图低电压穿越电压跌落曲线对于三相和两相短路故障,考核电压为光伏并网点线电压;对于单相接地短路故障,考核电压为光伏并网点相电压.

8、光伏发电站并网点电压跌至20%标称电压时,光伏发电站能够保证不脱网连续运行1s;光伏发电站并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到标称电压的90%时,光伏发电站能够保证不脱网连续运行.实际测试中,设备跌落时间可调节且最长不应少于3s,从额定电压跌落JJ2o%额定电压所经历的时间不应大于0.02s,应满足单相电压跌落,两相电压跌落,三相电压跌落的不同要求.四,电网异常时的响应五,防孤岛运行电网异常时的响应主要包括过欠压响应,低电压穿越和过欠频响应.在电力系统实际运行状态下,电网调度部门依据公用电网持续孤岛效应一方面危及电网线路维护人员和用户的生命安全,干扰电网的正常合闸;另一方面,孤岛状态电网中的

9、电压和频率不受控制,将对配电设备和用户设备造成损坏,因此,必须设置专门的防孤岛保护,以防止孤岛运行的出现,保证检修人员的人身安全和设备的运行安全.大中型光伏发电站由于其自身接入电网方式一般难以形成孤岛,其防孤岛保护依靠发电站内多个并联逆变器的控制也还存在技术问题,个别逆变器厂商在同时实现低电压穿越和防孤岛保护功能时仍然存在技术困难.大中型光伏发电站,无需专门设置防孤岛保护.但公用电网继电保护装置必须保证公用电网出现故障时,切除光伏发电站;对小型光伏发电站,要求其具备快速监测孤岛效应的能力,并能立即断开与电网连接.其中,接入用户内部电网的中型光伏发电站的防孤岛保护能力由电力调度部门确定.六,标准的未来发展趋势中国的光伏发电检测技术尚处于起步阶段,虽然国家已经颁布实施了许多光伏行业的测试标准,但是大多数属于对光伏组件或离网型光伏系统的测试,光伏并网检测标准仍不够完善,新标