光伏电站接入电网技术

丘陵
35kV架空线路 山地 高山峻岭 平地 丘陵 110kV架空线路 山地 高山峻岭 10kV汇集站 10MW汇集站 10MW汇集站 35kV汇集站 20MW汇集站 30MW汇集站 30MW 110kV升压站 50MW
25-35万/km
40-50万/km 50-60万/km 35-40万/km 40-50万/km 50-60万/km 60-70万/km 1000万 1100万 1300万 1500万 2000万 2500万
1.3 逆变器 （1） 结构
无变压器隔离的大功率三相并网逆变器（输出电压270V/315V）
采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器（输出电压为400V）
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1光伏电站基础知识介绍
1.3 逆变器 （2） 并网运行特性
自动开关
根据从日出到日落的日照条件，尽量发挥太阳能电池方阵输出功率
电站总容量宜控制在所接的公用电网线路最大输送容量的30%。
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4 光伏接入电压等级的选取
光伏接入系统总体上受电压波动、谐波影响、电压损耗及接入容量比等条件的 制约。具体反映在工程实践中，将主要影响其接入系统的电压等级和接入点（接入 线路长度）的选取。 以电压波动制约为例，若20MWp光伏电站接入10kV电网，电压波动将超过国 标要求，而接入110kV电网则可以避免该问题。 同样，不同电压等级的电网所能接纳的谐波含量也有着很大的差别。这对光伏
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3 光伏电站接入电网的制约条件
《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中要求光伏电站接入 系统后，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 方面应满足相关标准。
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3 光伏电站接入电网的制约条件
3.1谐波
逆变器为整流器件，是一个谐波源，很容易谐波超标；光伏电
涉网设备要求
调度自动化
1，光伏站10kV线路出线为关口计费点 2，配置一台电能采集装置 3，配置一套计费工作站系统
1，配置1套AGC/AVC 1，配置1套AGC/AVC 2，光功率预测系统1套 2，光功率预测系统1套 3，相量测量系统1套 3，相量测量系统1套 4，电能质量在线监测系统1套 4，电能质量在线监测系统1套 5，调度数据网接入设备2套 5，调度数据网接入设备2套 6，电能量远方终端2套，关口计量表2套， 6，电能量远方终端2套，关口计量表2套， 考核计量11套 考核计量2套 7，公用时钟同步系统1套 7，公用时钟同步系统1套
固定式
移开式
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1光伏电站基础知识介绍
1.6 主变压器
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1光伏电站基础知识介绍
1.7 升压站
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1光伏电站基础知识介绍
1.7 升压站
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2 光伏电站并网方式的选择
2.1 光伏电站并网方式
（a） 专线接入方式
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1光伏电站基础知识介绍
1.3 逆变器
逆变过程中：
谐波 直流分量 目前，逆变器中，抑制并网电流谐波的方法有： 1. 拓扑结构选择： L-C ，L-C-L 2. 电感和电容参数的设计 3. 控制算法，PWM驱动方式 4. 采样精度 5. 运算精度
（4） 电能质量控制功能
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1光伏电站基础知识介绍
1.4 箱变
箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备、配电变压器、 低压开关设备、电能计量设备等按一定的接线方案组合在一个或几个
箱体内的紧凑型成套配电装置。
美式箱变
欧式箱变
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1光伏电站基础知识介绍
1.5 开关柜
高压开关柜是用于电力系统的电气柜设备。主要作用是在电力系 统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保 护。开关柜内的部件主要有高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开 关、高压操作机构等。
电站接入电压等级也有很大的影响。
总装机容量G G≤200kWp 200kWp＜G≤3MWp 3MWp＜G≤10MWp 10MWp＜G≤30MWp G＞30MWp 电压等级 400V 10kV 10kV或20kV 20kV～110kV 110kV 或 220kV
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各类架空三相导线持续输送容量表 持续输送容量 /MVA 导线截面mm2 持续允许电流A 高压/110kV
站在做完项目接入系统设计完成后，做电能质量评估，分析谐波是否 超标。
在谐波超标的情况下，会进行谐波治理，谐波治理主要是通过
SVG+FC来实现。
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3 光伏电站接入电网的制约条件
3.2电压不平衡度
电压不平衡度则与站内光伏电池组布置及逆变器接线紧密相关，
设计经验表明，大中型光伏电站一般采用三相逆变器，这类电站只要 光伏电池组布置得当，则电压不平衡较小；
光伏电站 接入系统分析
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1
•目
录
• 主要内容： • 1光伏电站基础知识介绍 • 2光伏电站并网方式的选择 • 3光伏电站接入电网的制约条件 • 4光伏电站接入电压等级的选择 • 5 并网手续流程
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1 光伏电站基础知识介绍
国家标准： 《光伏系统并网技术要求 》 GB/T 19939—2005； 《光伏发电站接入电力系统技术规定》 GB/T 19964—2012； 国家电网公司技术标准： 《光伏电站接入电网技术规定》（国家电网科〔2011〕663号）
部分小型光伏电站采用了单相逆变器，这类电站通过在每相上
各连接一台逆变器组成三相系统，对于这类电站，必须得有保护装置 保证相关单相逆变器同切同投，以满足电压不平衡度的要求。
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3 光伏电站接入电网的制约条件
3.3 电压波动
光伏电站输出功率不稳定，随日照强度、温度等自然因素变化。 因此光伏电站主变压器一般采用有载调压变压器，能根据光伏出力
100MW
50MW 220kV升压站 100MW
3000万
2900万 3500万
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接入系统基本情况
接入系统电压等级（kV） 接入方案 送出线路距离（km） 线路建设方
10kV
110kV
35kV
出4条10kV线路，T接于丰满变10kV线路上，以1回110kV线路接入二台110kV变电站， 以一回35kV线路接入山湾子110kV变电站， 导线截面LGJ-240 导线截面采用JL/G1A-240 导线截面采用JL/G1A-120 6.1 业主 36.3 业主 20 业主
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1光伏电站基础知识介绍
1.3 逆变器 （3） 具备的保护功能
电网电压过/欠压
当接口电压（含单相）不在允许的范围内，光伏系统应在规定的时 限内跳开与电网的连接，停止送电。
电网频率过/欠频率
当电网频率超过 5HZ范围时，光伏系统应在0.2s以内跳开与电网 的连接，停止送电。
LGJ-25 LGJ-35 LGJ-50 LGJ-70 LGJ-95 LGJ-120 LGJ-150 LGJ-185 LGJ-240 LGJ-300
135 170 220 275 335 380 445 515 610 710
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线路及汇集站概算价格表 地型条件/容量 平地 价格 20-25万/km
线路建设成本（元）
245万-305万 （同塔4回按50万/km 双回杆按20万/km） 0
2904万（80万/km）
700万（35万/km）
无功补偿要求
无功补偿容量（Mvar）
10Mvar~-2Mvar
wk.baidu.com
3Mvar~-1Mvar
系统继电保护
1,丰满变10kV线路配多段式距离保护 2，光伏站配置4套多段式距离保护 3，光伏站配置4套防孤岛保护
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1.2 光伏组件
单晶硅
多晶硅
硅基薄膜
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1光伏电站基础知识介绍
CIGS 1.2 光伏组件
碲化镉 柔性CIGS
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1光伏电站基础知识介绍
1.3 逆变器
逆变器
集装箱式逆变器
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1光伏电站基础知识介绍
（b）支接方式
专线：原则上送出线路应进入变电站间隔，且变电站间隔内一、二次设备齐全。 支接：不是从变电站间隔内直接引出，而是从一条线路上或环网柜中引出一个分
支进行供电，分支点没有断路器、CT等电气设备。
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2 光伏电站并网方式的选择
2.1 光伏电站并网方式
对运行管理方面的影响 光伏电站采用专线接入系统，运行管理相对简单。而光伏电站支 接入某条馈线，单电源线路变化成为双电源线路，增加了运行检修难 度。
的潜力，在此范围内实现自动开始和停止。
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1光伏电站基础知识介绍
1.3 逆变器 （2） 并网运行特性
最大功率跟踪（MPPT）控制
光伏电池电气特性 （光照、温度均恒定时）
光伏电池MPP 随温度变化曲线
光伏电池MPP 随光辐射变化曲线
最大功率跟踪控制（MPPT）对跟随太阳能电池方阵表面温度变化和 太阳光照度变化而产生出的输出电压和电流变化进行跟踪控制，使方阵经 常保持在最大输出的工作状态，以获得最大的功率输出。
1,110kV线路差动保护，35kV微机线路保 护 2,35kV母线差动保,1套 3，故障录波1套，故障信息管理子站1套 4，二台站配故障解列，光伏站配防孤岛 5，预留安装安全自动装置
1,35kV线路差动保护，35kV微机线路保护 2,35kV母线差动保,1套 3，故障录波1套，故障信息管理子站1套 4，配故障解列，光伏站配防孤岛 5，预留安装安全自动装置费用
交流输出短路保护
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％。
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1.3 逆变器
（3）具备的保护功能
孤岛现象保护
电网失压时，光 伏电站仍保持对失压 电网中的某一部分线 路继续供电的状态称 为孤岛现象。 孤岛现象分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。 所有并网逆变器中全部同时具有两种孤岛现象检测技术： 被动检测 主动式检测
情况快速调节输出电压。
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3 光伏电站接入电网的制约条件
3.4 电压损耗
为保证光伏电站公共接入点供电电压满足用户需要，光伏电站并网线路 越长，并网线路沿线各点的电压畸变越严重，电压损耗越大。为保证光伏 电站并网的经济性，接入系统引起的线路电压损耗应满足下式。
u% 5% 1 u% 10U 2 ( R0 X 0tg )Gl N
35kV电网
计量
35kV母线
升压变
35/0.315kV
本
地 负
本 地 负 荷
315V
35/0.315kV
逆变器 (无变压器)
315V
逆变器 (无变压器)
注： 根据系统要求，选择合适的 逆变器，通过变压器升压至 35kV并入电网。
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汇流箱
光伏组件
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1光伏电站基础知识介绍
1.2 光伏组件
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3.5 接入容量比
并网电压等级在20kV及以下的光伏电站，一般可认为是较为典 型的分布式电源，其产生的电能应就地消纳。
从电能就地消纳，避免倒送至上级电网，光伏电站总装机容量不
宜超过上一级变压器容量的20%或最大负荷的25%。 根据《光伏电站接入电网技术规定》T接入公共电网的中型光伏
25 32 42 52 63 72 84 98 116 135
高压/35kV
8 10 13 16 20 23 27 31 37 43
中压/10kV
2 3 3.8 4.7 5.8 6.5 7.7 8.9 10.5 12.3
低压/0.38kV
0.09 0.11 0.15 0.18 0.22 0.25 0.3 0.33 0.4 0.47
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1光伏电站基础知识介绍
1.3 逆变器
直流隔离功能 逆变器主要通过加装隔离变压器来实现隔离直流的功能。
（4） 电能质量控制功能
逆变器主要通过加装隔离变压器来实现隔离直流的功能。
目前，大部分250kW及以下三相逆变器都将隔离变压器集成在柜内。
对于没有集成隔离变压器的逆变器，可以应用户要求再另外装设。
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1光伏电站基础知识介绍
1.1 光伏电站组成
光伏电站主要 由太阳能电池组、并
网逆变器、电网接入
系统等构成。 太阳能电池分 成若干阵列，经光照 后输出直流电力，通 过逆变器逆变为交流 输出，汇集后并入电 网。
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1 光伏电站基础知识介绍
35kV并网发电系统主接线示意图