分布式光伏电站智能并网技术研究

代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自动化技术有限公司

分布式光伏电站智能并网技术研究

代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自动化技术有限公司

1.技术背景和意义

电能是各行各业的血液，是人类生活最重要的助手；电力网络已经遍及人类活动的各个角落，变得越来越庞大，电网发生故障或电能质量波动，会给人类的生产和生活带来重大的影响和巨大损失。因此如何实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，是摆在各国政府面前的一个复杂而重要的课题。

随着科学技术的不断进步，各种先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持系统技术不断涌现，要求通过电网实现智能化、自动化，来解决上述电网面临的问题和课题，已经变得十分现实，并且得到各国政府大力支持和倡导，这正在不断催生和拓展着“智能电网”相关的产业。

分布式太阳能光伏发电是利用太阳能的一种非常好方式，得到国家鼓励和推广。“分布式光伏电站”将会在的大量的建筑物屋顶、大量的工业园区、生活小区、农作物大棚屋顶、养殖大棚屋顶等涌现。这将是用太阳能能源取代传统石化能源的一次革命。但是大量涌现的分布是式光伏电站，在并入电力网以后，将对原有的电网产生巨大影响，使其面临着巨大的管理和技术问题，包括电网污染、质量下降、发电与负载的不平衡等问题等。这就必须使分布式光伏电站并网实现“智能化”。

2.技术的先进性

本技术涉及的分布式光伏电站智能并网技术属于智能电网的范畴，在全球范围内都是刚起步的新生事物。有些技术还属于前无古人的创新应用。

技术广泛应用于分布式太阳能光伏电站的公用电网并网，能使分布式光伏电站的发电高效、安全、可靠；能使公用电网更加安全可靠。

3.主要研究内容

分布式光伏电站并入公用电网智能化管理，使其成为电网安全、经济和可靠的分布式电源，成为电网的智能节点，并确保分布式光伏电站大规模地接入智能电网。具有并网交流电测量、逆变器测量采集、气象、环境数据获取，电网调度中心数据交换，发电负荷控制、负荷预测、计划发电管理、电能质量监控、发电损耗补偿等功能，提供并网点测量装置、逆变器采集器、环境监测仪、智能防逆流装置、集中式中心控制单元、分布式中心控制单元、壁挂式并网柜和落地式并网柜等产品。

4.工艺原理

本课题研究内容主要是分布式光伏电站并网智能化技术，包括发电负载智能控制技术、智能防逆流技术、计划发电管理、发电负载预测、发电损耗监控、发电质量监测与报警。由多种硬件功能模块和软件功能模块组成基本功能单元+中央控制单元；最后形成壁挂式、落地式的多款适合于几kW到几十MW分布式光伏电站并网的成套控制设备。这个并网技术还要实现与电网调度管理机构控制系统的连网与数据交换；实现与气象预报中心服务系统的连网获得气象预报数据；实现与各种逆变器的通信获得与调节功率。这个并网技术还需要实时测量并网关口点功率与方向等。这个并网技术还包括环境监测，其参数用于发电分析与负荷预测。

5.技术特点

（1）发电负载智能控制，按给定的上网发电负载目标值，精确调节光伏逆变器发电出力，保证整体的发电效率最高。能有效控制有多个并网点、多条配电母线、多台光伏逆变器组成的复杂分布式光伏电站向电网发电目标；

（2）智能并网防逆流控制，这是上述发电负载智能控制，在上网发电负载目标值设定在0的特定控制，也就是分布式光伏电站处于完全的自发自用模式的发电控制技术；

（3）计划发电管理，能与各类发电调度管理机构系统实现连网，能实现实时发电计划、分时发电计划、日计划、周计划、月计划、节假日计划、动态计划、比例计划；

（4）发电上网预测，结合环境监测、气象预报数据、逆变器特性、光伏组件特性来进行短期预测；

（5）发电损耗监控，对并网点及各个逆变器的有功、无功进行实时测量，及时调节逆变器的无功，来改善功率因数；

（6）发电质量监视及告警；对并网点、各个逆变器的交流电量，实现谐波污染的监视、分析，并对严重污染产生警报；

（7）与各类逆变器的数据通信，中央控制单元能与各种逆变器实现互动，组态工具并网设备和功能参数配置和管理。