光伏并网调度端技术和运行管理问题探究

毛祁平+李硕

摘要：云南能投新能源投资开发有限公司，有效地结合了贫困地区脱贫的政策，利用光伏发电进行精准扶贫。该企业根据国家相关政策，在荒山荒坡等未利用地建设光伏电站，充分利用阳光清洁能源，进行光伏发电，不仅有效地保护生态环境，还为企业创造了经济收益。本文通过简要地介绍了光伏发电并网系统，阐述了光伏并网调度端技术和运行管理问题，解决了这些问题，能够为未来光伏发电并网的安全稳定性运行提供有利的保障。

关键词：光伏并网；调度管理；运行管理；

1前言

随着传统化石能源的逐渐枯竭和污染问题的急剧上升，绿色可再生能源得到迅猛的发展。具备多种优点的光伏发电技术得到了各国的不断关注，已经成为利用太阳能的主要方式之一。光伏发电的优点主要集中在：第一，它是由太阳能提供能源，能源源源不断，无枯竭危险；第二，光伏发电方式安全无噪声，无污染；第三，其开发不受地域限制，既可以在建筑物上也可以在荒山野地，还能够有效地改善区域内贫困现状；另外，其建设周期短，见效快。开展太阳能光伏发电系统的研究，对于缓解能源和环境问题，改善能源消耗结构，提高分布式发电系统性能，在区域内有效地脱贫，具有重大的理论和现实意义。太阳能是人类可利用的最重要、最丰富的可再生能源。它的储量巨大，便于开采，无污染等优点深受社会关注。据资料可以知道，就我国的太阳能资源分布来看，我国的太阳能资源较好的地区约占全国总面积的三分之二以上，这种得天独厚的自然优势为我国的光伏发电事业提供了坚强的支撑。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。此次云南能投新能源投资开发有限公司有效地结合相关政策，利用在云南的部分荒山未开发的土地上进行光伏电站建设，这不仅提升了光伏发电的发展，还有效地实现了精准脱贫目标，此次开发光伏发电项目的意义深远。

2光伏并网的主要接入方式

光伏电站的分类可以分为三类：小型光伏电站：接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏电站；中型光伏电站：接入电压等级为10-35kV电网的光伏电站；大型光伏电站一接入电压等级为66kV及以上电网的光伏电站。据资料可知目前光伏发电并网并入配电网的方式有两种：接入专线用户电房10（0.4）k V母线，光伏发电电源通过并网点开关接入到专线用户电房10（0.4）k V母线上，再通过母线与用户内部负荷连接，另一方面通过用户进线开关与10 k V专线连接，再通过变电站10 k V出线开关接入变电站10 k V母线，实现并网。另一种方式是接入公用线路用户电房10（0.4）k V母线，即光伏电源通过并网点开关接入到公用线路用户电房的10（0.4）k V母线上，通过母线与用户内部负荷连接，另一方面通过用户进线开关T接至公用10 k V线路的主干线上，实现并网。

3光伏并网调度端技术管理

在电能质量方面，光伏电站向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量，在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面应满足国家相关标准；

同期并网方面：分布式光伏发电系统在逆变器交流输出端设置同期点，由分布式光伏发电系统逆变器自动检测电网电压、相位、频率，待电压、相位、频率一致时，再投入并网，保证逆变器并网运行对电网无冲击、无扰动；

4光伏并网运行管理问题探究

电网异常时的响应特性方面：大型和中型光伏電站应具备一定的耐受电压异常的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的损失。光伏电站并网时应与电网同步运行。小型光伏电站，当并网点频率超过49.5-50.2Hz范围时，应在0.25内停止向电网线路送电。如果在指定的时间内频率恢复到正常的电网持续运行状态，则无需停止送电。大型和中型光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常的能力，应能够在一定的电网频率偏离下运行。

安全与保护方面：光伏电站具备一定的过流能力，在120%倍额定电流以下，光伏电站连续可靠工作时间不应小于1分钟；120%-150%额定电流内，光伏电站连续可靠工作时间不小于10秒。当检测到电网侧发生短路时，光伏电站向电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%。光伏电站必须具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力，其防孤岛保护应与电网侧保护相配合。光伏电站的防孤岛保护必须同时具备主动式和被动式两张，应设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等；被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等。系统发生扰动后，在电网电压和频率恢复正常范围之前光伏电站不允许并网，且在系统电压频率恢复正常后，光伏电站需要经过一个可调的延时时间后才能重新并网。在大中型光伏发电站中应专设大型故障录波装置。

调度自动化和通信方面：大型和中型光伏电站必须具备与电网调度机构之间进行数据通信的能力。通信系统满足继电保护、安全自动装置、调度自动化及调度电话等业务对电力通信的要求。在正常运行情况下，光伏电站向电网调度机构提供的信号至少应当包括：光伏电站并网状态、辐照度（常规的监控装置没有对辐照度信息的采集）；光伏电站有功和无功输出、发电量、功率因数；并网点的电压和频率、注入电力系统的电流；变压器分接头档位、主断路器开关状态等。

维护光伏并网系统方面，避免天气变化或故障等情况时，光伏发电脱网造成断面负荷越限事件，在发生断面负荷控制时，需去除光伏发电负荷。另外，在日常的巡视工作过程中，要加强巡视光伏方阵、汇流箱、配电箱等容易出现故障的部位。通过日常的维护工作保证光伏发电系统的安全稳定性。

5结论

具备可再生、绿色能源特点的光伏发电在未来的能源界有着良好的发展前景。光伏发电不论是在并网调度端还是在运行管理上都有许多的技术问题需要解决，因此研究光伏发电相关的技术对于未来光伏发电的发展有重要的意义，本文通过简要地介绍了光伏发电并网系统，阐述了光伏并网调度端技术和运行管理问题，希望能对读者有所帮助。