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光伏并网技术面临的挑战及解决方案

发表于:2015-12-01 09:00:00 来源:艾莱光伏网

今天我给大家汇报的题目主要是关于并网的一些具体的技术问题,刚才听了各位专家关于行业发展的情况,整体的数据,包括一些标准方面的问题,具体的光伏系统的实施并网方面有很多细节性的问题。前面这一部分的发展前景大家很清楚,目前我们国家的规划是到2020年150GW,如果按照这个速度可能会超过这个数字,每年有20GW的装机容量,今年可能就达到这个数字了。这里面还有一个数字是40%是分布式,60%是地面的大型电站为主。

这个特点刚才几位专家也提到了,就是间歇性、随机性、周期性,对我们系统影响最大的就是间歇性的波动,有些数据统计,比如说对于100兆瓦的电站,可能只要只分钟时间,功率就可以从满载下降到60%以下,这个水平的波动对我们整个系统安全性的影响是非常大的,你怎么快速的补上调峰能力,迅速的响应是非常大的挑战

第二就是通过点设备并网,没有旋转部件,没有惯性,在动态的过程,惯性是非常小的。所以从整个系统来说,从光伏系统的角度,包括穿越能力、调度的响应、以及功率控制,比如说国家大力推广的户用扶贫项目,大量的农网电网的质量是非常差的,当我们电网并网以后会出现一些电量质量变差,电压的剧烈波动,不仅是在农村遇到这样的现象,即使是城市的周边农村的并网也遇到这样的问题,从电网的角度,首先关注的就是电能质量,继电保护,频率调节、电压调节和调解能力,更关心的是电网运行的安全问题。其实更大的挑战对于我们国内来说,除了技术层面的标准和整体的规划,包括电网规划方面的挑战,我们知道其实现在国内并网的标准,包括仿真平台的建设等等怎么去规划未来的电网,这个挑战更大一些。

能源互联网也是今年讲的比较多的,也是比较热的话题,对于光伏系统怎么融入这个能源互联网系统里面,实现这么多功能,包括功率预测、调度响应等等这些也是很大的挑战。大家都知道我们今年有一个新的电改,这个文件的下发还没有正式的实施,电改就引入了一个新的机制,因为竞争越厉害的话,对于整个光伏的性能、价值要求就越高。

第二部分讲一下逆变器在作为光伏系统的桥梁,作用重大。逆变器在整个光伏系统的里面成本占比已经非常小了,但是整个光伏系统的核心逆变器起了非常重要的作用,左边光伏侧追求更高的系统效率,更低的度电成本,最终的目的是实现平架上网,目前国内的光伏的PR,我们领跑者的计划要求是81%,很多专家现场调研以后发现,目前国内的电站的PR是75%左右,国外的欧洲和欧美国家的PR水平是85%,差了一个5%、10%的差异,从电网来讲是接触电网的友好型,包括故障穿越以及灵活的调度响应能力,正光伏系统最核心的问题就包括两大块。

良好的并网性能主要包括低电压穿越、零电压穿越以及有功和无功率的调节,前几年大家都关注故障穿越,我们在现场测很多电站,实际现场运行下来并不是很满意,在整个的电站级的测试中会出现一些拖网的现象,所以不断加大未来对整个系统的挑战也是非常大的问题。

逆变器的并联和数量越来越多,尤其是西部的电站,并联出现问题就会出现谐振质量问题,更为严重的就会导致拖网事故的发生,尤其是在西北弱网的地区,这个风险是非常大,而且这个东西还有一定的随机性,这个风险也是波动的状态。调度这一块就是响应AGC和AVC的要求,在西部青海、甘肃这些地区,光伏装机非常大的明确要求要具备调度的时间要求和具体功能的要求。

对于大型电站,利用逆变器的SVG功能替代或者是补充原油的无功调度也是非常明显的用趋势,这个话题行业内也讨论了很多,除了响应调度以外,我们最新的技术,比如说我们大型的逆变器,可以做到自动的根据端口的电压来调整我们的无功,这个动态响应的速度非常快。

对于分布式的无功和功率运速的问题非常明显,我们遇到了很多电量,分布式的并网以后,导致并网点功率匀速急速下降,去年研讨会上也有客户提出来这样的问题,几乎每个厂区都会出现这种问题,我们这边有一个实际的电站,5兆瓦容量,并网以后功率运速降到了0.5的水平,这样一个5兆瓦电站一个月因为功率运速下降,罚款罚了十几万,超过了卖电的钱。为什么呢?因为我们国家的考核点是在这里,政策是鼓励自发自用余量上网的,你的并网点必然是在下面,我们一般厂区里面的无功是在这个位置,就是用户的负载进行无功补偿,你并在这个点以后,立即会导致功率运速下降,这是一个非常突出的问题。所以我们针对这种情况,一方面利用我们逆变器的功能,同时我们做了一个控制器,可以实施的采取我们的因素进行动态的调解,保证我们的供应数在0.95以上。

这是一些在实际的项目中,一些分布式农村扶贫的电网环节非常少,这都是在实际的项目中具体的案例,现在的农网规划包括接入的标准要求还有很多细节的问题没有做到,比如说三向不平衡的问题,农村的电网大部分都是单向的,每个村庄的每项分配以后,你并的数量不同,很快就导致出现不平衡,而且现在农村的生活条件好以后,出现大量非线性的负担,对我们整个光伏系统并网以后的质量提出非常大的挑战,严重的话会导致我们家用电器的损坏。如果我们自便其可以做自动有功、无功控制,我们可以自动的根据频率和电压进行有功无功的调节。目前国内这一块也没有明确的要求,是不是今后在我们标准里面做一些这样的探讨。

还有一个就是刚才提到的继电保护,我们很多分布式的用户不知道继电保护怎么配,因为给的典型介入标准里面不是特别具体的,很多用户拿到这个规范以后,不知道这个电站和原有的继电保护怎么配,这个最终会影响到用户,在继电保护的差异大概是几百万,这个对用户的经济型指标非常高的,怎么在分布式电站里面去平衡原有的继电保护,以及我们接入系统,既要保证安全,也要保证我们的经济性。



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