光伏发电现状

一、国内光伏发电情况

  ⑴截至2010年底，并网光伏发电新增装机容量约为50万千瓦，累积80万千瓦。

 ⑵2011年，以青海省为代表的西北电网开展了大规模光伏发电的集中开发：“青海930”计划使青海一个省2011年新增装机容量达到2010年全国新增装机容量的2倍以上。

  ⑶2015年可能是10GW甚至更高…而2020年是50GW甚至更高…

二、我国光伏发电发展的两个方向

●大型地面电站是主流方式

特点：“集中开发，高压输送”

优点：规模效益显著，资源集中开发，成本较低，扩容简单，集中容易，调度方便。

缺点：为我国关照资源逆向分布，远离负荷。

●BAPV与BIPV前景广阔

特点：“分散接入，就地消纳”

优点：靠近用户，电量就地消耗，线路损耗小，与主网的连接方式灵活。

缺点：引起配电网潮流变化。

光伏大规模应用对电网运行提出的挑战

  1、资源与负荷逆向分布带来的送出与消纳问题

  2、辐照强度波动性、随机性带来的调峰、调频/调压问题

  3、故障穿越性能、弱阻尼和孤岛效应带来的电网安全问题

 4、分布式接入配电带来的继电保护、供电可靠信问题

 5、大量使用电力电子并网设备带来的电能质量问题

一般性原则

一、适用范围

■通过35KV及以上电压等级接入电力系统的新建、改建和扩建光伏发电站。

■通过10KV电压等级与公共电网连接的新建、改建和扩建光伏发电站。

二、现场检测条件

电站条件:

光伏发电站按照相关标准通过竣工验收，具备相关资质单位出具的项目验收合格报告

光伏发电站有功/无功功率控制系统设计、安装和调式的资料齐全，具备分项调试合格报告

光伏发电站并网运行连续无故障时间达一周以上，具备连续一周的并网运行记录

光伏发电站各设备处于正常运行状态

检测内容及评价

●光伏发电站的电压/频率响应

⑴测试设备：电网扰动发生装置

⑵测试对象：被抽检的光伏发电单元

⑶测试要求：光伏发电站有功功率在额定功率90%以上

Ⅰ电压响应测试方法：

测量时，被抽检发电单元接入电网扰动发电装置，调节该装置电压在90%-120%之间按照规定的曲线进行频率扰动。光伏发电单元能保持并网连续运行不跳机。

Ⅱ频率响应测量方法：

测量时，被抽检发电单元接入电网扰动发电装置，调节该装置频率在48-50.2Hz之间按照规定的曲线进行频率扰动。光伏发电单元能保持并网连续运行不跳机。

光伏发电站的电能质量

一、电能质量->三相电压不平衡度

本测试目的是测量光伏发电站运行时并网点的三相电压不平衡度

数据记录作为参考，区别于电网三相不平衡度的测试数据

以33%、66%、90%额定功率运行光伏发电站，记录负序电压不平衡度测量值

二、电能质量->闪变

㈠决定闪变的主要因素

供求电压波动的幅值、频率和波形

照明装置，以白炽灯的照度波动影响最大，而且与白炽灯的瓦数和额定电压等有关

人对闪变的主观观感。由于人们视感的差异，需要观察者的闪变视觉感作抽样调查

㈡量化单位

IEC推荐取Pst=1作为低压供电的短时间闪变限值，称为单位闪变。单位闪变代表标准试验条件下，实验人数的80%有明显感觉的闪变程度。

Pst<0.7时，一般察觉不出闪变

Pst>1.3时，闪变会使人感觉到不舒服

㈢测量评估

对于光伏电站连续运行模式，在多个功率点分别测量10分钟内光伏电站引起的短时间闪变值Pst；对于光伏电站，短时间闪变值Pst与长时间闪变值Pit差极小，因此，光伏电站一般不测量2小时内的长时间闪变值Pit。

对于光伏电站启停运行模式，测量T时段内光伏电站从满功率运行至突然切除引起的闪变值Pst,测量时段T应足够长以确保停机操作引起的电流瞬变已经减弱。

三、电能质量->电压闪变

本测试目的是通过测量光伏发电站并网点的电压和输出电流来模拟一个虚拟电网，以排除电网本身的电压闪变。

连续运行和满功率停机工况：电压Ufic(t)随时间变化的曲线函数应导入符合IEC61000-4-15的闪变算法以得到每10min时序的闪变值Pst,fic。通过Rfic和Lfic模拟电网阻抗角︶k=30°、50°、70°、85°（允许±2°的偏差）时的电压闪变值。

四、电能质量->电流谐波、间谐波和高频分量

光伏逆变器为电力电子装置：

GB/T14546-93《电能质量公用电网谐波》中规定：0.38kV为5.0%，6-10kV为4.0%，35-66kV为3.0%，110kV为2.0%;

GB/T24337-2009《电能质量公用电网间谐波》中规定：1000V及以下<100Hz为0.2%，100-800Hz为0.5% ，1000V以上<100Hz为0.16%

100-800Hz为0.4%，800Hz以上正在研究。

㈠ 有功功率控制能力检测

按图中的设定曲线控制光伏发电站有功功率，在光伏发电站并网点测量时序功率记录功率控制与实测的拟合曲线。

㈡ 有功功率输出特性检测

测量应覆盖100W/m2到1000W/m2辐照度范围，以辐照度为横坐标，有功功率为纵坐标，绘制有功功率输出特性曲线。

㈢有功功率变化检测

正常启动工况：检测应在早晨光伏发电站正常启动和正午太阳辐照度较强时控制光伏发电站启动的两种工况下分别进行。

正常停机工况：检测应在傍晚光伏发电站正常停机和正午太阳辐照度较强时控制光伏发电站停机的两种工况下分别进行。

检测光伏发电站启动/停机时至少连续10次10min的时序功率。计算P1minP10min

㈣无功功率输出能力检测

在0-100%额定输出功率范围内，每10%的有功功率区间内，调节光伏发电站

在整个检测期间运行在输出最大感性和容性无功工作模式;

采集并网点有功功率、无功功率和电压值，并计算每个1min无功功率的平均值；

以有功功率为横坐标，无功功率、电压为纵坐标，绘制无功功率输出特性曲线。

㈤无功功率控制能力检测

控制光伏发电站的有功功率输出为20%、50%、80%额定功率；

按照图中的设定曲线控制光伏发电站无功功率，在光伏发电站并网点测量时序功率，记录功率实测曲线。

㈥光伏发电站的低电压穿越检测

Q/GDW617-2011《光伏发电站接入电网技术规定》

模拟三相同时跌落的对称故障和两相/单相不对称故障。在0.3倍额定功率和0.9倍额定功率下分别进行测试。

测试期间，全程记录MP1、MP2、MP3、三个点的电压、有功功率、无功功率、有功电流、无功电流的正序基波分量的波形。

随着我国标准的不断完善，将出现0电压穿越和明确要求故障期间光伏发电站应提供动态无功支持。