太陽能光伏發(fā)電接入系統(tǒng)方案研究[1]

1、太陽能光伏發(fā)電接入系統(tǒng)方案研究徐紅紅王小平 （武漢供電設(shè)計院 湖北 430033）摘 要 分布式發(fā)電供能是提高可再生能源利用水平、解決當(dāng)今世界能源短缺和環(huán)境污染問題的重要途徑。本論文對分布式發(fā)電中的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行了簡要介紹，并結(jié)合實例對太陽能光伏發(fā)電接入系統(tǒng)方案進行了分析和研究，探討太陽能光伏發(fā)電接入系統(tǒng)的最優(yōu)技術(shù)方案。關(guān)鍵詞 太陽能光伏發(fā)電 接入系統(tǒng) 引 言 國家電網(wǎng)公司以奉獻清潔能源、促進經(jīng)濟發(fā)展、服務(wù)社會和諧為基本使命。大量使用化石能源造成的溫室氣體排放及全球氣候變化，給人類帶來巨大挑戰(zhàn)，開發(fā)利用清潔能源是世界能源發(fā)展的新趨勢。利用各種可用的分散存在的能源，包括可再生能源（太陽能

2、、生物質(zhì)能、小型風(fēng)能、小型水能、波浪能等）和本地可方便獲取的化石類燃料 （主要指天然氣）進行發(fā)電供能，是分布式能源最清潔、最高效的利用方式。而且，大電網(wǎng)與分布式發(fā)電供能系統(tǒng)相結(jié)合，有助于防止大面積停電，提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，增強電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力，對于電網(wǎng)安全有重大現(xiàn)實意義。本文針對太陽能光伏發(fā)電并入電網(wǎng)展開一系列的探討和分析，并結(jié)合實例武漢日新科技光伏工業(yè)園太陽能光伏發(fā)電工程接入系統(tǒng)，提出最優(yōu)接入系統(tǒng)方案。1 太陽能光伏發(fā)電的特點太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng),將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電是綠色能源，符合國家的環(huán)保政策，具

3、有良好的社會效益。光伏發(fā)電是一種清潔的能源，資源消耗較小，同時又不釋放污染物、廢料，不產(chǎn)生溫室氣體破壞大氣環(huán)境，也不會有廢渣的堆放、廢水排放等問題，有利于保護周圍環(huán)境，是一種綠色能源，與相同發(fā)電量的火電廠相比較分析，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能和環(huán)境效益。太陽能光伏發(fā)電有兩種運行方式，有獨立運行和并網(wǎng)運行兩種方式。獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲能裝置,主要用于無電網(wǎng)的邊遠地區(qū)和人口分散地區(qū),整個系統(tǒng)造價很高；在有公共電網(wǎng)的地區(qū),光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接并網(wǎng)運行,省去蓄電池,不僅可以大幅度降低造價,而且具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能。本論文主要研究的是并入電網(wǎng)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

4、。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由于采用就地能源，可以實現(xiàn)分區(qū)、分片靈活供電，通過合理的規(guī)劃設(shè)計，在災(zāi)難性事件發(fā)生導(dǎo)致大電網(wǎng)瓦解的情況下，可以保證對重要用戶的供電，并有助于大電網(wǎng)快速恢復(fù)供電，降低大電網(wǎng)停電造成的社會經(jīng)濟損失；但太陽能發(fā)電具有隨機性和間歇性, 無法制定和實施準確的發(fā)電計劃。利用太陽能光伏發(fā)電有關(guān)規(guī)定如下：太陽能一級可利用區(qū)：日照時數(shù)在1900小時2100小時之間，年晴天日數(shù)在155天180天之間；太陽能二級可利用區(qū)：日照時數(shù)在1400小時1900小時之間，年晴天日數(shù)在130天155天之間；太陽能三級可利用區(qū)：年太陽總輻射低，日照少，除8月晴天較多外，其它月份很少。武漢市年日照總時數(shù)1810

5、小時2100小時,年日照率41.3%47.9%（按白晝4380小時計算）。武漢市地理位置東經(jīng)114°20'，北緯30°37'，年總輻射43544731兆焦/平方米。武漢市屬于太陽能一級可利用區(qū)。在時間分布上，武漢市夏季太陽能資源最豐富，春季較多，秋季較少，冬季最少。太陽能輻射主要集中在79月，與用電高峰月份相同。2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案光伏發(fā)電系統(tǒng)由多種不同形式的子系統(tǒng)組合而成，為規(guī)范設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、運行等過程，并網(wǎng)子系統(tǒng)主要有以下三種標準類型：非晶硅薄膜電池集中逆變器子系統(tǒng)；單、多晶硅電池集中逆變子系統(tǒng)；單、多晶硅電池組串逆變器子系統(tǒng)。圖2.

6、1、2.2、2.3分別畫出了以上三種系統(tǒng)的接線原理圖。根據(jù)實際中不同電池陣列選用不同類型、功率并網(wǎng)逆變器就近接入公共電網(wǎng)。圖2.1 非晶硅薄膜集中逆變器子系統(tǒng)圖2.2單、多晶硅集中逆變器子系統(tǒng)圖2.3單、多晶硅組串逆變器子系統(tǒng) 光伏并網(wǎng)逆變器有單相光伏并網(wǎng)逆變器和三相光伏并網(wǎng)逆變器兩種，三相光伏逆變器產(chǎn)生的三相交流電可以經(jīng)過交流匯接箱直接并入電網(wǎng)；單相光伏逆變器應(yīng)用時三個一組，每一個的輸出兩端分別接入A、B、C相中的任兩相，形成三相交流電匯接到交流匯接箱并入電網(wǎng)。以上兩種并網(wǎng)逆變器接入系統(tǒng)原理如圖2.4、圖2.5。圖2.4 三相光伏并網(wǎng)逆變器接入方案圖2.5 單相光伏逆并網(wǎng)變器接入方案根據(jù)不同

7、并網(wǎng)子系統(tǒng)和所依附的不同建筑墻面，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有以下4種：1）非晶硅薄膜天窗光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，建筑物屋頂天窗選用非晶硅薄膜電池組件。2）非晶硅薄膜幕墻光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，建筑物外立面選用非晶硅薄膜電池組件。3）非晶硅薄膜屋面光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，建筑物頂部選用非晶硅薄膜電池組件。4）多晶硅電池屋面光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，工業(yè)園屋頂部分組件選用多晶硅電池組件。3 太陽能光伏發(fā)電一次接入系統(tǒng)方案本報告以武漢日新科技光伏工業(yè)園太陽能光伏發(fā)電接入系統(tǒng)為例，來介紹三種接入系統(tǒng)方案并進行方案比選。該工業(yè)園內(nèi)的建筑物屋面、天窗、立面及園區(qū)將安裝各種形式的光伏構(gòu)件，形成總發(fā)電功率為1.2MW的光伏建筑一體會化并網(wǎng)發(fā)電

8、系統(tǒng)。該項目建成后年平均發(fā)電量為160180萬度。圖3.1為該工業(yè)園的總平面布置圖。圖3.1 工業(yè)園總平面布置圖根據(jù)武漢日新科技光伏并網(wǎng)發(fā)電項目技術(shù)方案，參照相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定，對該工業(yè)園光伏并網(wǎng)發(fā)電接入系統(tǒng)做了3個接入系統(tǒng)方案：方案一：并網(wǎng)電壓采用380V，工業(yè)園區(qū)內(nèi)每座建筑物上面附有的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能經(jīng)該建筑物內(nèi)的逆變器轉(zhuǎn)變成380V交流電后就近接到該建筑物內(nèi)的配電柜380V母線上并入電網(wǎng)。圖3.2 接入系統(tǒng)方案一方案二：并網(wǎng)電壓采用380V，將每座建筑物內(nèi)逆變器輸出的380V交流電通過低壓電纜并聯(lián)到一條380V母線上，然后接入到工業(yè)園箱式變的低壓380V母線上并入電網(wǎng)。圖3.3 接

9、入系統(tǒng)方案二方案三：并網(wǎng)電壓采用10kV，將每座建筑物內(nèi)逆變器輸出的380V交流電匯總到一條380V母線上，單獨設(shè)置一臺升壓變壓器（0.4/10kV），經(jīng)變壓器升壓成10kV后經(jīng)10kV電纜線路接到工業(yè)園箱式變的高壓10kV母線上并入電網(wǎng)。圖3.4 接入系統(tǒng)方案三4 一次接入系統(tǒng)方案比選1）本項目光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝于工業(yè)園內(nèi)各建筑物的外立面、幕墻及屋面上，屬于分布式發(fā)電系統(tǒng)。從用戶方提供的工業(yè)園內(nèi)各建筑物用電負荷、光伏系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)分布及光伏發(fā)電能力來看，工業(yè)園內(nèi)每棟建筑物上的光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電力基本上與用電負荷平衡。因此，采用方案一分散式并網(wǎng)能就地消納發(fā)電能量，布線方式簡單，減小線損功率，提高

10、供電可靠性。2）方案二和方案三都屬于發(fā)電能量集中并網(wǎng)方式，方案二以380V電壓等級集中并網(wǎng)，方案三以10kV電壓等級上網(wǎng)。這兩種方式并網(wǎng)功率不能在每棟建筑物內(nèi)就地消納，布線方式復(fù)雜，線路損耗較大，尤其是方案三造成功率往復(fù)傳送，供電可靠性低。3）從工程建設(shè)規(guī)模和投資費用方面來看，方案一投資最小，其次為方案二，方案三的投資最高。4）從用電管理方面來看，方案一分散式并網(wǎng)，發(fā)電用電直接接口，在每臺光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器與配電箱之間均需裝設(shè)一塊單向電能表，在變壓器高壓側(cè)還需裝設(shè)一塊雙向電能表，用電管理工作量較大；方案二以380V電壓等級集中并網(wǎng)，在光伏發(fā)電系統(tǒng)380V集中并網(wǎng)處需裝設(shè)一塊單向電能表，在變壓器

11、高壓側(cè)還需裝設(shè)一塊雙向電能表，用電管理工作量中等；方案三以10kV電壓等級上網(wǎng)，發(fā)電用電完全隔離，僅需在兩臺變壓器高壓側(cè)各裝設(shè)單向電能表各一塊，用電管理工作量小，便于管理。從技術(shù)方案和投資方面看，方案一較優(yōu)。但從用電管理方面看，方案三較好。綜合以上分析，推薦方案一作為該工業(yè)園光伏并網(wǎng)發(fā)電的接入系統(tǒng)方案，通過配置電能量采集裝置及用電現(xiàn)場管理的方法來提高用電管理工作效率。5 光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量光伏并網(wǎng)接入設(shè)備就是光伏并網(wǎng)逆變器，它是一種用于光伏電源和電網(wǎng)接口之間的靜態(tài)功率變換器。根據(jù)規(guī)范光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求（GB/T 199392005）規(guī)定：光伏系統(tǒng)向當(dāng)?shù)亟涣髫撦d提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電能的質(zhì)

12、量應(yīng)受控，在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)等方面應(yīng)滿足實用要求并符合標準。出現(xiàn)偏離標準的越限情況，系統(tǒng)應(yīng)能檢測到這些偏差并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。該規(guī)程中規(guī)定的電能質(zhì)量標準如表5.1所列。表5.1 規(guī)范光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T19939-2005)中規(guī)定的電能質(zhì)量標準電能質(zhì)量規(guī)范規(guī)定電壓偏差三相電壓的允許偏差為額定電壓的±7單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7、10頻率電網(wǎng)額定頻率為50Hz,偏差值允許±0.5Hz諧波和波形畸變總諧波電流應(yīng)小于逆變器額定輸出的5，各次諧波限制詳見規(guī)范功率因數(shù)逆變器的輸出大于其額定輸出的50時，平均功率因數(shù)不小于0.9電壓不平衡度三相電

13、壓不平衡度允許值為2，短時不得超過4直流分量逆變器向電網(wǎng)饋送的直流分量不應(yīng)超過其交流額定值的15.1 變壓器參數(shù)論證該光伏工業(yè)園內(nèi)已有10kV專用配電室，含變壓器一臺，容量為1000kVA,電壓比10.5±2×2.5%,為在正常情況下，作為降壓變壓器，采用公用10kV茅店開閉所（統(tǒng)調(diào)開閉所）的電源供電。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)投運后，該變壓器在光伏工業(yè)園內(nèi)負荷較小時將作為升壓變壓器，太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量將通過變壓器升壓成10kV并入電網(wǎng)。為論證該主變壓器在降壓或升壓時電氣參數(shù)是否能滿足，進行了四種極端情況下的模擬計算，計算結(jié)果表明，四種極端情況下電壓偏差滿足要求。以上結(jié)

14、果表明，在不改變主變分接頭的情況下，各種運行情況下各母線電壓都能滿足規(guī)程規(guī)范的要求：10kV母線電壓允許偏差-55，380V母線電壓允許偏差-77。表5.2列出了四種極端情況下的計算結(jié)果。表5.2 變壓器在四種極端運行情況下的計算結(jié)果主 變 運 行 情 況10kV母線電壓（kV）380V母線電壓（V）是否符合規(guī)程規(guī)范最大負荷下無太陽能發(fā)電9.87360是最大負荷下有太陽能發(fā)電9.95370是無負荷時有太陽能發(fā)電10.07390是無大負荷時無太陽能發(fā)電10380是5.2 無功補償根據(jù)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T19939-2005)中規(guī)定：逆變器的輸出大于其額定輸出的50時，平均功率因數(shù)不小于

15、0.9。由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能功率因數(shù)較高，約為1。根據(jù)無功補償分層分區(qū)就地平衡的原則，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可根據(jù)計算結(jié)果適當(dāng)配置無功補償裝置或預(yù)留安裝位置，以提高電能質(zhì)量，降低線損。武漢地區(qū)10kV電網(wǎng)的功率因數(shù)一般為0.950.98之間，則該工程需配置無功補償容量：Qx=Pl(tg2- tg1)=1.2×tan(arccos0.95)- tan(arccos1)=0.39Mvar，并能實現(xiàn)自動連續(xù)調(diào)節(jié)。5.3 電壓偏差計算 供電系統(tǒng)在正常運行方式下，某一節(jié)點的實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓之差對系統(tǒng)標稱電壓的百分數(shù)，稱為該節(jié)點的電壓偏差。根據(jù)表5.2計算結(jié)果，該工程10kV母線電

16、壓最大電壓偏差為-1.3%，0.38 kV母線電壓最大電壓偏差為-5.3%,符合光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求（GB/T 199392005）。5.4諧波分析太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電能，再通過并網(wǎng)型逆變器將直流轉(zhuǎn)換為與市電同頻率、同相位的正弦波電流并注入電網(wǎng)，在直流經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流的過程中，會產(chǎn)生一定數(shù)量的諧波。諧波的電壓和電流水平取決于配電系統(tǒng)的特性、供電類型、所連接的負載/設(shè)備，以及電網(wǎng)的現(xiàn)行規(guī)定?？傊C波電流應(yīng)小于逆變器額定輸出的5%，各次諧波應(yīng)限制在光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T19939-2005)規(guī)定的范圍內(nèi)。對于諧波的注入，應(yīng)從源頭控制。要求在光伏發(fā)電系統(tǒng)選用技術(shù)

17、參數(shù)合格的逆變器，另外光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能檢測到諧波值，當(dāng)諧波值超標時需將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。為抑制諧波輸入市電，10/0.4kV變壓器接線組別應(yīng)采用/YO -11。6 接入系統(tǒng)二次保護配置光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)異常或故障時，為保證設(shè)備和人身安全，應(yīng)具有相應(yīng)的并網(wǎng)保護功能。表5.3列出了規(guī)范光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求（GB/T 199392005）的相關(guān)保護規(guī)定。表5.3 規(guī)范光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求中安全與保護規(guī)定保護類型規(guī) 范 規(guī) 定過/欠電壓當(dāng)電網(wǎng)出口處電壓超過電壓偏差標準時，光伏系統(tǒng)應(yīng)停止向電網(wǎng)送電。過/欠頻率當(dāng)電網(wǎng)出口處頻率超過規(guī)定范圍時，保護應(yīng)在0.2s內(nèi)動作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。防孤島效應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)

18、失壓時，防孤島效應(yīng)保護應(yīng)在2s內(nèi)動作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開?；謴?fù)并網(wǎng)由于超限狀態(tài)導(dǎo)致光伏系統(tǒng)停止向電網(wǎng)送電以后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)到正常范圍后的20s到5min，光伏系統(tǒng)不應(yīng)向電網(wǎng)送電。防雷和接地光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)接口設(shè)備的防雷和接地應(yīng)符合SJ/T 11127中的規(guī)定。短路保護當(dāng)電網(wǎng)短路時，逆變器的過電流應(yīng)不大于額定電流的150，并在0.1s內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。隔離和開關(guān)在光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的開關(guān)柜中應(yīng)提供手動和自動的斷路開關(guān)，斷路開關(guān)原則上采用可視斷點的機械式開關(guān)。根據(jù)用戶提供的資料，本光伏工業(yè)園內(nèi)所使用的光伏并網(wǎng)逆變器具有自動跟蹤電網(wǎng)電壓、頻率、相位功能，將光伏系統(tǒng)的直流電變換成適合于電

19、網(wǎng)使用的交流電。逆變器還具備電能質(zhì)量控制功能，能檢測到電壓、頻率、諧波、功率因數(shù)等方面的偏差，并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。為保證設(shè)備和人身安全，光伏并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)異常或故障時，必須具有相應(yīng)并網(wǎng)保護功能，主要包括電壓頻率保護、防孤島效應(yīng)保護、短路保護等。故障消除后，在電網(wǎng)正常運行時方可重新同期并網(wǎng)。并網(wǎng)逆變器通過就近的配電開關(guān)箱接入產(chǎn)業(yè)園內(nèi)已有10kV配電室，通過10/0.4kV變壓器升壓后接入10kV開閉所，并入電網(wǎng)。10kV開閉所至光伏工業(yè)園內(nèi)的10kV配電室的線路為雙端電源短線路，全線電纜，需在線路兩側(cè)配置線路光纖差動保護，并具有完整的后備保護。10kV開閉所至光伏工業(yè)園的線路出口需裝設(shè)

20、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置1臺。產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的10kV配電所內(nèi)設(shè)有10/0.4kV變壓器2臺，考慮在高壓側(cè)配置電流速斷保護裝置，低壓側(cè)設(shè)具有自動脫扣功能的空氣開關(guān)。每棟建筑物內(nèi)的光能發(fā)電系統(tǒng)的保護及安全自動裝置、同期由用戶考慮。7 計量光伏工業(yè)園內(nèi)10kV配電所內(nèi)進線設(shè)關(guān)口計量，采用多功能電子式雙向計量電度表，并配置電能量采集裝置及用電現(xiàn)場管理終端各1臺，同時在每座建筑物的匯流箱內(nèi)需設(shè)多功能計量表1臺，實時計量發(fā)電量。8 對用戶方的并網(wǎng)要求光伏并網(wǎng)接入設(shè)備就是光伏并網(wǎng)逆變器本身，它是一種用于光伏電源和電網(wǎng)接口之間的靜態(tài)功率變換器。用戶配置的光伏并網(wǎng)逆變器應(yīng)能自動跟蹤電網(wǎng)電壓、頻率、相位，將光伏系統(tǒng)的直流電變

21、換成適合于電網(wǎng)使用的交流電。應(yīng)具備電能質(zhì)量控制功能，能檢測到電壓、頻率、諧波、功率因數(shù)等方面的偏差并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開，從源頭上保證電能質(zhì)量。光伏工業(yè)園內(nèi)在每座建筑物的匯流箱內(nèi)需配有并網(wǎng)保護裝置1臺，具有并網(wǎng)規(guī)程要求的各項電能質(zhì)量控制功能，同時具有規(guī)程要求的并網(wǎng)安全保護功能。圖8.1 每座建筑物光伏太陽能發(fā)電上網(wǎng)示意圖9 太陽能光伏發(fā)電并入電網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響當(dāng)電力系統(tǒng)接入太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)后,電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)變成了多分布式電源的弱環(huán)網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)中引入少量的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對整個電網(wǎng)不會構(gòu)成太大的影響。然而,當(dāng)電網(wǎng)中存在較多的太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)單元或存在大容量

22、單元時, 分布式電源的引入將對系統(tǒng)電壓形態(tài)、短路電流、有功及無功潮流等特性有較大的影響。DG并入配網(wǎng)對配電系統(tǒng)的網(wǎng)損和電壓分布都有重要影響,同時還與系統(tǒng)連接的太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的具體位置和容量大小以及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在系統(tǒng)正常運行時,當(dāng)分布式電源的接入位置不變時,電壓的支撐由分布式電源的總出力決定,總出力越多,與負荷的比值越高,電壓支撐就越大,整體電壓水平就越高；當(dāng)分布式電源的總出力不變時,分布式電源越接近系統(tǒng)母線,對線路電壓分布的影響越小,分布式發(fā)源集中于同一節(jié)點,對電壓的支持效果弱于分布在多個節(jié)點上。如果僅從支持系統(tǒng)電壓角度來看,在容量一定的情況下,我們應(yīng)該多選用單個小容量電壓型逆變

23、器并網(wǎng),首先由于單個容量小,可以廣泛的分布在線路上,對支撐電壓效果更好；其次,在線路發(fā)生故障時,并非立即退出系統(tǒng),可以繼續(xù)穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。10 太陽能光伏發(fā)電面臨的問題為了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高能源效率，提升應(yīng)對氣候變化的能力，近幾年來國家加大了對太陽能、風(fēng)能等可再生能源的開發(fā)力度。可以預(yù)見，在不久的將來，分布式能源將走進千家萬戶。當(dāng)?shù)仉娏π枨笥邢?，無法實現(xiàn)電力就地消納，需要通過電網(wǎng)遠距離輸送到負荷中心地區(qū)。可再生能源一般具有間歇性和波動性，無法像常規(guī)電源一樣制定和實施準確的發(fā)電計劃，相應(yīng)地對電網(wǎng)的接納能力和資源優(yōu)化配置能力提出了更高的要求。然而，當(dāng)融入大量的分布式能源后，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、能量形式、功率

24、流動、信息交換和控制方式的復(fù)雜程度大大增加。因此，針對太陽能光伏發(fā)電帶來的問題，可以從以下幾個方面展開研究： （1）分布式能源的運行管理優(yōu)化。光伏發(fā)電等分布式電源因為具有隨機性和間歇性的特點，發(fā)電的設(shè)備利用率較低，需要相當(dāng)規(guī)模的火電、水電等與之配套，“打捆”送出。這就使電網(wǎng)運行控制的難度和安全穩(wěn)定運行的風(fēng)險明顯增大，必須通過實時、精確的發(fā)電和負荷預(yù)報，優(yōu)化分布式電源的調(diào)度和管理，顯著提高我國電網(wǎng)對清潔能源接入的適應(yīng)性以及運行控制的靈活性、安全穩(wěn)定的可控性。（2）太陽能光伏發(fā)電接入標準和規(guī)劃方案?；诂F(xiàn)有的分布式電源接入標準 IEEE1547 系列，考慮不同類型、容量和數(shù)量的太陽能電源接入電網(wǎng)后

25、的影響，對相關(guān)標準進行完善和補充。同時，由于大量的分布式能源接入中低壓配電網(wǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不再是由發(fā)電、輸電到配電的垂直輻射式，而是類似于因特網(wǎng)的信息傳遞模式，出現(xiàn)了能量雙向流動的新布局，因此必須合理規(guī)劃和設(shè)計分布式電源的類型、安裝地點和容量等，有效發(fā)揮分布式能源和提高供電可靠性。 （3）新的保護方法和技術(shù)。大量太陽能光伏發(fā)電能源的接入，潮流的雙向流通，導(dǎo)致繼電保護的工作原理和動作邏輯變得更加復(fù)雜，傳統(tǒng)的故障檢測方法和保護原理將不再滿足要求。因此，必須改造現(xiàn)有的保護系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生擾動或故障時，迅速適應(yīng)變化，實現(xiàn)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲重構(gòu)，將故障影響范圍局限在最小范圍，并可迅速通過其他連接恢復(fù)對其他部分的供電。未來智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)必須能支持現(xiàn)在配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所不能支持的兩個基本要求：(1）綜合考慮終端用戶（分布式電源，電力調(diào)節(jié)設(shè)備，無功補償設(shè)備和用戶能量管理系統(tǒng)）控制和總體配電系統(tǒng)控制，以達到系統(tǒng)性能的優(yōu)化，取得期望的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。(2）支持高比重的分布式電源，以提高系統(tǒng)的整體性、效率和靈活性。如，通過協(xié)同的、分布式的控制，可以利用分布式電源來優(yōu)化系統(tǒng)性能；而在發(fā)生重大系統(tǒng)故障時可利用它們進行局部供電（微型電網(wǎng)）。11 結(jié)論及建議(1) 武漢日新科技光伏工業(yè)園內(nèi)的建筑物屋面、天窗、立面及園區(qū)安裝各種形式的光伏構(gòu)件，形成總發(fā)電功率為1.