光伏并网发电电能质量在线监测

后果
解决方法
稳态
谐波频谱电 非线性负载、 设备过热、继电 有源、无源
压、电流波 固态开关负载 器保护误动、设
滤波
形
备绝缘破坏
稳态
不平衡因子 不对称负载
设备过热、继电 静止无功补
保护误动、通信
偿
干扰
稳态 持续时间、 调速驱动器 计时器计时错误、 电容器、隔
幅值
通信干扰
离电感器
稳态
波动幅值、 电弧炉、电机 伺服电机运行不 静止无功补
华能亚洲最大太阳能电站投产
2010年5月25日，中国最大、亚洲第一的太阳能光伏试验 示范电站项目——昆明石林166兆瓦太阳能光伏并网电站一 期20兆瓦投产仪式在石林举行。该电站将于2015年全部建 成，发电量将达1.95亿千瓦时。
柴达木盆地将建设我国最大并网太阳能电站
该太阳能电站规划总装机容量为1GW（1000MW），在国内首创采用 非晶硅薄膜、晶体硅混合的光伏电池方阵。柴达木太阳能电站首期建设规 模30MW，首期投资金额约10亿元人民币，将于2009年内开工建设。电站 建成后，柴达木太阳能电站将成为目前中国最大的并网光伏电站。
电能质量问题的危害
设备过热、烧毁（中性线、电机、变频器、 变压器）
电容器击穿 计算机复位、保护装置误动作或设备工作
异常 功率因数下降，无功功率增加，付出更多
的电费
电能质量问题一览
类型
谐波
三相不 对称
陷波
电压闪 变
谐波暂 态
脉冲暂 态
瞬时电 压上升 或下降
扰动性 特征指标 质
产生原因
• 解决了未来光伏系统分布式电网的拓扑结构和在线监测的 应用问题
• 为未来大规模光伏系统接入提供理论基础 • 对分布式光伏电网拓扑和在线监测系统安装提供模型 • 利用在线监测系统实现电力科学调度的方法
这项研究在以后未来几年光伏并网发电形成规模后， 电力系统故障诊断中具有重要意义，在实际工程中具有较 大的应用意义。
上海世博会的3MW的光伏屋顶并网工程
光伏建筑一体化——英利电谷晋江
本课题主要内容
• 提出光伏系统的电能质量的基本问题和扰动的在线监测检 测方法
• 解决光伏系统来自百度文库线监测系统的组成结构和运行方式 • 解决光伏系统分布式电网扰动源的定位、控制问题和电力
调度问题
论文创新点
• 首次在电网电能质量研究中考虑大规模光伏系统接入的影 响
宁夏50 MW级太阳能光伏电站并网发电
中节能尚德石嘴山50兆瓦太阳能光伏电站一期10兆瓦项目在宁夏回族自 治区石嘴山市惠农区并网发电
10兆瓦敦煌并网发电项目
英利0.69元/度电价中标敦煌10MW项目
江苏3兆瓦屋顶光伏电站并网发电
2009年12月31日下午，江苏国能光伏科技一期工程3兆瓦光伏电站在江苏 省阜宁县正式上网运行。 据悉，当天并网运行的光伏电站，由江苏国能光伏科技有限公司投资3.3 亿元兴建，中环(中国)工程公司承建，总装机容量9.18兆瓦。其中一期工 程总投资1亿元，装机容量3兆瓦，于2009年10月24日开工建设。
论文结构
电能质量
光伏系统原 理
光伏系统 电能质量 在线监测应用
在线监测 理论基础
光伏系统接 入电网标准
光伏系统并网
电能质量概念
定义： 描述电力系统或供电系统性能的测量方法的 总称。由于电压、电流或频率偏差引起的，用户 设备工作异常或损坏的任何电力问题，都属于电 能质量问题。
电能质量主要参数（指标）： – 电压偏差； – 频率偏差； – 功率因数低 – 三相电压不平衡度； – 谐波（波形畸变）； – 电压波动与闪变； – 暂时过电压与瞬态过电压。
出现频率、
启动
正常
偿
调制频率
暂态
波形、幅值、 线路、负载合 持续时间 电容器组的投 切
设备绝缘破坏、 损坏电力电子设
备
滤波器、隔 离变压器、
避雷器
暂态
上升时间、 闪电电击线路、 设备绝缘破坏 峰值、持续 感性电路开关
时间
避雷器
暂态
幅值、持续 远动发生故障、 设备停运、敏感 不间断电源、
时间、瞬时 电机启动
负载不能正常运 动态电压恢
值/时间
行
复器
在线监测理论基础
1电能质量的测量方式 1主要包括定期巡检 2专项检测或临时抽检 3在线监测等。
2电能质量的分析和计算涉及到对各种干扰源和电力系 统的数学描述 1.时域仿真法 2.频域分析法 3.基于变换的方法。
时域仿真法
主要是利用各种时域仿真程序对电能质量中的各种暂态现象进行 研究的一种方法，也是目前电能质量分析中最为广泛应用的方法。 采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大 频率范围，因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外， 在模仿开关的开合过程时还会引起数值振荡。因此，要采用相应 技术以抑制发生数值振荡。
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光伏并网发电电能质量在线监测 技术研究毕业答辩
姓名：学号：学院：
我国在光伏并网分布式发电产业发展现状和实例 华能亚洲最大太阳能电站投产 柴达木盆地将建设我国最大并网太阳能电站 宁夏50MW级太阳能光伏电站并网发电 10兆瓦敦煌并网发电项目 江苏三兆瓦屋顶光伏电站并网发电 上海世博会的3MW的光伏屋顶并网工程 光伏建筑一体化——英利电谷晋江
频域分析法
主要用于谐波问题的分析计算，包括频率扫描、谐波潮流计算等。 由于目前电力负荷中非线性负荷的大量增加，还需要考虑非线性 负荷的动态特性。这种方法的优点是可详细考虑非线性负载控制 系统的作用，因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大，求 解过程复杂。
基于变换的方法
变换法在嵌入式系统和DSP中使用得比较多，谐波分析使用得最多。 变换法主要是指傅立叶变换法、短时傅立叶变换法、快速傅立叶 变换法和小波变换法。对于稳态谐波等电能质量指标，通常使用 FT或者FFT，也有使用快速Hartley变换（FHT）算法、离散W变换 法等等；对于暂态谐波指标分析，一般使用改进的FFT分析、加窗 的FFT变换法、小波变换等方法。
扰动源种类
电力系统中各种扰动引起的电能质量问题主要分为稳态和暂态两大类。
稳态电能质量问题以波形畸变为特征，主要包括谐波、间谐波、 波形下陷以及噪声等；
暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征，可分为 脉冲暂态和振荡暂态两大类。
11种专用术语来说明电能质量的主要扰动
• （1）断电（Interruptions）在一定时间内，一相或多相完全失去电压（低于0.1p.u.）称为断电。