国家电网光伏电站并网技术标准解读

国家电网光伏电站并网技术标准解读

标准Standard编辑/孑L令欣

国家电网光伏电站并网技术

标准解读………………………………………………………………………………………………………………………………………

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◎文/张军军秦筱迪

光伏系统接入电网作为光伏发

电的重要环节,直接关系到光伏发

电对公用电网的影响.未来光伏

并网多应用于110kV以下的输电线

路,电网运行环境极为复杂,并

网技术难点亦将倍增,光伏发电功

率的波动性,随机性,高渗透率给

中国电网的安全稳定运行带来了新

的挑战.为此,中国国家电网公司

于2011年颁布了Q/GDw617—2011

光伏电站接入电网技术规定和

Q/GDW618-2011((光伏电站接入

电网测试规程两项企业标准,对

不同电压等级,不同容量和不同并

网方式的光伏电站,在技术指标,

并网前应接受测试的项目和方法进

行规范.本刊就两项标准的相关要

求进行解读,以便企业参照执行.

一

,

一

般原则

这两项标准适用于接入380V

及以上电压等级的并网型光伏发电站,不适用于离网型光伏发电站.

我国太阳能资源分布和电能消

费的格局决定了在中国进行光伏发电时应采用集中开发,高压输送和分布接入,就地消纳两种形式.

这两种形式的光伏电站并网特性不同,其并网要求也有区别.标

准中按不同的接入电压等级对光伏发电站进行了分类:通过380V 电压等级接入电网的光伏电站为小型光伏发电站,通过10kV～35kV 电压等级接入电网的光伏电站为中型光伏发电站,通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站为大型光伏发电站.按不同的并网连接方式,又将光伏发电站区分为:

专线接入公用电网,T接于公用电网以及通过用户内部电网接入公用电网.为避免小型光伏发电站在用电低谷时向公用电网倒送电,小型光伏发电站总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%,这样还能允许小型光伏

发电站根据上一级变压器的容量进行灵活配置.为避免在发电高峰时输电线路过载,T接于公用电网的中型光伏发电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送容量~,03o%以内.综合考虑光伏发电系统各个组成部件的工作温湿度条件和测试系统各设备的工作温湿度条件,测试环境温度要求10℃～50℃,环境湿度要求不超过90%. 二,电能质量

光伏发电站接入电网环节中,

电能质量参数主要包括谐波,问谐波,高频分量,电压波动和闪变,

电压不平衡度,直流分量.其中谐波,间谐波,电压偏差,电压波动

《认证技术》2012?01

和闪变,电压不平衡度分别参照对公用电网的相应国标.光伏发电站接入电网,主要是通过连接并网型光伏逆变器实现的.并网型光伏逆变器的输入直流能量由稳定的电流源提供,属于电流源型逆变器.实

际测试中,谐波电压,间谐波电

压,电压偏差,电压波动和闪变及

电压不平衡度,这些涉及电压参数的量,一般与并网点的公用电网实际值相仿,差异不大.光伏发电站

接入电网运行时,并网点向公用电

网馈送的直流电流分量不应超过其交流电流额定值的0.5%.但对于

某些小型的光伏发电站,如社区型

或户用型发电站,实际测试时精度

要求过于苛刻,一般按照馈送的直

流分量不应超过5mA来处理.通过1级以上的变压器升压至10kV以上电网的大中型光伏发电站,其逆变

器产生的直流分量已被变压器有效隔离,不需要检测直流分量.

三,功率控制和电压调节

针对小型光伏发电站

(380V),标准提出了有功功率

变化率和功率因数的要求;针对大

中型光伏发电站(10kV以上),

除了有功功率变化率的要求外,还

指明大中型光伏电站应配置有功功率,无功功率和电压调节的控制系

编辑/孑L令欣Standard标准

统,并能够接收并自动执行调度部

门发送的控制指令.

以上要求中,无功功率控制与

电压调节的目的是确保其并网点的电能质量,在符合公用电网要求的

范围内具有稳定性,并根据控制策

略的差异而略有不同.大多数光伏

发电站通过逆变器的调节来实现, 以无功补偿,变比调整作为辅助手段.对于光伏发电站无功容量要求

的范围,很难给出一个统一的界定值.因为该值取决于光伏发电站的容量大小及所接入电网的特性和并网点位置(电网结构及输送线路长度).但是一般而言,需要光伏发

电站具有在系统故障情况下能够调节电压恢复至正常水平的足够无功容量,以满足电压控制要求,其容

量的大小,输送线路长度与光伏所接入的电网结构有密切关系.因此,对于专线接入公用电网,T接

于公用电网或接入用户内部电网以及通过升压变接入公用电网的大中型光伏发电站,分别对其容性和感性无功容量给出相应要求,以确保其在需要提供无功补偿时有能力实现.通过380V电压等级并网的小型光伏发电站容量一般都比较小, 功率控制对并网的支持非常有限, 考虑到成本和技术因素,在功率控制上不做出要求,只对其功率因数提出相应要求.

安全稳定运行的原则,向光伏发电站下达欠压响应或低电压穿越的指令.光伏发电站电压/频率异常时

的分段响应要求在标准中进行了规定.

低电压穿越要求电压跌落曲线

如附图所示.电力系统发生不同类

型故障时,若光伏电站并网点电压

全部在图中电压轮廓线及以上的区域内,应保证不间断并网运行;否

则停止向电网输送电能.

埘1i:1(s1

附图低电压穿越电压跌落曲线

对于三相和两相短路故障,考

核电压为光伏并网点线电压;对于

单相接地短路故障,考核电压为光

伏并网点相电压.光伏发电站并网

点电压跌至20%标称电压时,光伏

发电站能够保证不脱网连续运行

1s;光伏发电站并网点电压在发生

跌落后3s内能够恢复到标称电压的90%时,光伏发电站能够保证不脱

网连续运行.实际测试中,设备跌

落时间可调节且最长不应少于3s, 从额定电压跌落~JJ2o%额定电压所经历的时间不应大于0.02s,应满

足单相电压跌落,两相电压跌落,

三相电压跌落的不同要求.

四,电网异常时的响应五,防孤岛运行电网异常时的响应主要包括过

欠压响应,低电压穿越和过欠频响应.在电力系统实际运行状态下,

电网调度部门依据公用电网持续

孤岛效应一方面危及电网线路

维护人员和用户的生命安全,干扰

电网的正常合闸;另一方面,孤岛