阐述光伏电站接入电网的技术运用

阐述光伏电站接入电网的技术运用

摘要光伏电站自在我国应用以来取得了较快的发展，从环保和低碳经济的眼光来看，光伏发电是重要的新能源，光伏电站的接入网技术在电能质量、安全保护和通信系统方面都有着相关的技术规定。实现光伏电站的规模与用电负荷、电网规划、电网运行的协调，才能使光伏电站具备可调控性，才能满足电网灵活调度运行的需求。本文对光伏电站接入电网的技术运用进行了阐述。

关键词光伏电站；入网技术；运用

前言

新能源产业中太阳能具有可再生、分布广、无污染等特点，受到了广泛的关注。其中的光伏电站已经取得了迅速的发展，是一种环境友好、能有效缓解当前电力系统用电压力且能提供可靠性的电力资源。本文针对光伏电站接入电网技术和特性进行了研究，通过不同角度对光伏电站接入网技术进行分析，简述了光伏电站电能质量和技术要求。

1 光伏接入对电网系统的影响

1.1 运行特性的影响

光伏在电网系统的接入是电网发现的新方向，光伏以极为分散的方式大范围接入电网系统中，虽然单个光伏的发电功率相对电网系统来说十分微小，但是大面积的微小电功率接入对于电网系统的影响就会变得十分复杂，相对于一般发电设备接入电网中较为复杂多变。在光伏接入的电力系统中电网供电系统可以双向运行，当主电网出现故障时光伏发电將会为主要供电设备提供电源，保障设备正常运行；当主电网恢复正常后光伏发电产生的电功率与主电网电功率并行运输到各个用电设备中。因此，光伏接入电网系统这一过程从本质上改变了电网系统的运行特性，需要我们从光伏接入电网的基本理论和方法上探索光伏接入电网系统的运行特性。

1.2 配电系统的影响

由于光伏对于环境因素变化十分敏感，在光伏接入电网系统后光伏发电产生的微电网会造成电网系统的不稳定，谐波影响加大，输出的电压波动较大等问题，因此为应对上诉电网中出现的问题需要对配电网提出新的要求。只有科学的利用光伏接入电网技术才能够高效的利用可再生资源，提高能源利用率，为电网系统发展提供动力。若电网系统的安全性、稳定性等问题得不到解决则光伏接入电网将会对电网系统带来极为负面的影响，光伏接入电网中的配电系统研究和创新是解决电网接入光伏不稳定性的主要途径之一。

1.3 运行控制的影响

光伏在电网中会产生较多的微小电功率且各个为电源点离散分布，这样的电源分布方式使得常用的电压控制方式无法有效地实现电网电压控制，这无疑加大了电力系统电功率的控制难度，影响到光伏电压在电力系统中的安全运行。光伏在电网系统中的接入使电网系统的运行与控制变得复杂了很多，要实现电网电压的高效控制成本光伏接入电网系统所要面临的重要问题之一。随着光伏在电网系统接入规模的变大，光伏发电对电网产生的影响也逐渐变大，在电网系统中占重要地位的逆变器、配电系统等设备的谐波干扰会变大，光伏发电会产生铁磁谐振等这一系列影响都降低了供电系统的安全高效运行，不利于电网系统的健康发展[1]。

2 光伏电站接入电网的技术

2.1 电力系统一次部分分析

（1）接入电压等级分析

根据《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）光伏发电系统按安装容量分类如下：第一类小型光伏发电系统：安装容量小于或等于1MWp；第二类中型光伏发电系统：安装容量大于1MWp和小于或等于30MWp；第三类大型光伏发电系统：安装容量大于30MWp。另根据国家电网公司《配电网规划设计技术导则》（Q/GDW 738-2012）。因此，对于大型光伏电站，接入电压等级一般采用35kV、66kV、110kV，具体还需结合当地电网电压等级、电网消纳能力等作进一步比选后确定。

（2）接入点分析

光伏电站的接入点需结合周边电网现状及规划情况考虑，在当地负荷较高或已建线路输送能力能满足光伏送出要求下，宜考虑就近接入周边变电站或T接入周边输电线路。

（3）送出线路导线截面分析

由于光伏电站最大发电利用小时数较低，原则上以单回线路接入电网。

送出线路导线截面选取宜按其长期允许输送容量考虑，并保证该输送容量不低于光伏电站最大出力（功率因数考虑0.98）。另外，若送出线路较长、走廊资源较紧缺且送出线路周边规划有变电站，为适应后续电网接入，部分导线截面可适当放大。

2.2 电力系统二次部分设计

（1）继电保护设计

光伏电站送出线路一般需配置一套光纤电流差动保护（线路较长，也可考虑仅配置距离保护），保护采用专用光纤芯通道。另外，为保障电网的安全稳定运行，光伏电站侧应配置一套独立的防孤岛保护装置。

（2）调度自动化设计

光伏电站应配备计算机监控系统、电能量远方终端设备、二次系统安全防护设备、调度数据网络接入设备等，并满足电力二次系统设备技术管理规范要求。

远动信息采集范围按电网调度自动化能量管理系统远动信息接入规定的要求接入信息量。

光伏电站调度管辖设备供电电源应采用不间断电源装置或站内直流电源系统供电，该装置带负荷运行时间应大于40min。

（3）电能计量设计

光伏电站电能计量点应设在光伏发电站与电网的产权分界处，计量关口的电量信息送往电网调度机构。

（4）通信设计

对于110kV电压等级接入电网的光伏电站，至调度端应具备两路通信通道，其中一路为光缆通道。另外，光伏电站与电力系统直接连接的通信设备（如光纤传输设备、数据通信网等）应具有与系统接入端设备一致的接口与协议[2]。

3 结束语

光伏发电在我国已经成为一种很重要的可再生能源的利用形式，为了使电网有效地接纳光伏发电，光伏发电和光伏发电接入电网技术研究的开展显得尤为重要，电力系统及相关部门应认识到应用可再生能源是国家发展低碳经济、改善环境、节能减排、优化能源结构和可持续发展的战略选择，重视光伏发电并网技术开发，提高电网稳定性。

参考文献

[1] GB/T 19964—2012.光伏发电站接入电力系统技术规定[S].北京：中国标准出版社，2012.

[2] GB/T 29321—2012.光伏发电站无功补偿技术规范[S].北京：中国标准出版社，2012.