大规模光伏电站对电网电能质量的影响分析

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1、电力安全技术第l7卷(2015年第8期)大规模光伏电站对电网电能质量的影响分析皮霞，彭生江(国网甘肃省电力公司金昌供电公司，甘肃金昌7371oo)[摘要]介绍了光伏电站中影响电能质量的主要设备，阐述了国家标准对电能质量指标中供电电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡、公用电网谐波的要求，提出了提高电能质量的技术措施；并以200MW光伏电站为例，分析了实测电能质量数据。[关键词]光伏电站；电网；电能质量0引言列将光能转变为电能并以直流输出；光伏汇流箱将组件直流电能汇集在一起；逆变器将输入的直流电光伏发电作为一种清洁能源，体现了低碳与环

2、转换为交流电输出；变电部分包括升压变压器、控境友好的特点，值得大力推广。2012年以来，随制保护计量装置，可将逆变器输出的低压交流电升着国家对新能源项目政策支持力度的加大，甘肃压后接人电网，大型光伏电站一般需采用2级升压。金昌地区新能源项目突飞猛进，截至2014年6月，以金昌电网某装机容量为50MW的光伏电共新增光伏容量2000MW，在整个金昌电网总装站为例，该光伏电站以lMW光伏发电系统为1机容量中所占比例较大。大规模光伏电站较之传统个模块设计，共50个模块。每1MW光伏发电电站具有以下特点：系统模块安装275W多晶硅太阳能电池板3

3、638(1)发电功率基本取决于光照辐射量，具有不块，采用固定最佳倾角布置方式安装，装机容量为稳定性与不能平滑调整的特点；1．00045Mw，接入2台500kW光伏并网逆变器(2)逆变器功率因数高达0．99，在有功功率不后，所发出的交流电接入l台1000kVA升压变压变的情况下无功功率几乎不可调整；器，升压至35kV后送入110kV升压变电站，以(3)采用多台逆变器进行换流，运行中产生的110kV电压等级并入电网。各次谐波电流易注人电网。1．2太阳能电池组件的布置型式大规模光伏电站的上述特点会造成电网的电能太阳能电池组件是太阳能发电系统

4、中的核心部质量恶化，特别是当其在电网总装机容量所占比例分，其作用是将太阳能转化为电能。其布置方式对较大的情况下，电能质量恶化问题会非常突出。因发电功率有着直接的影响，通常有固定式、单轴跟此，必须从电网与电站2个方面在技术上采取措施踪式和双轴跟踪式3种，如图1所示。控制光伏发电对电网环境的“污染”，以取得自然(1)固定式安装。将光伏方阵固定安装在支架环境与电网环境的双赢。上，一般朝正南方向放置，按最佳倾斜角度(34。)将太阳能电池固定到地面上，前后排太阳能电池以1光伏电站的主要设备不相互遮挡为宜(见图l(a))。每lMw为1个发电单元，

5、共20个发电单元。每个发电单元配置11．光伏电站的组成座逆变室及35kV升压变压器(箱变)，每个电池光伏电站主要由光伏电池阵列、光伏汇流箱、板阵列由42块电池组件构成(上下共3排，每排逆变器、变电部分4部分组成。其中，光伏电池阵14块电池组件)，每14块电池组件组成1串，输一一第17卷(2015年第8期)电力安全技术出电压为654．5V，输出功率为9660W。站影响电网电能质量的主要原因。(2)单轴跟踪式。它通过围绕位于光伏方阵面上的一个轴旋转来跟踪太阳。该轴可以有任一方向，2光伏电站电压无功功率标准要求但通常取东西横向、南北横向，或

6、平行于地轴的方向。最常见的是将该轴取为南北横向，且有一定的对于电能质量，国家标准中对供电电压偏差、倾角(见图l(b))。斜单轴跟踪系统能将安装组件电压波动和闪变、三相电压不平衡、公用电网谐波的整体发电量提高15％以上。等分别作出了详细规定。(3)双轴跟踪式。它有2个可以旋转的轴，通(1)供电电压偏差。110kV系统要求供电电压过旋转这2个轴可使方阵面始终和太阳光垂直，从正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的l0％。而最大可能地捕获太阳能(见图l(c))。双轴跟踪系(2)电压波动和闪变。110kV系统要求的电压统能将安装组件的整体发电量提

7、高35％以上。波动限值如表1所示。要求电力系统公共连接点在系统正常运行方式下，长时间闪变值不得超过l，接于公共连接点的每个用户单独引起该点的闪变值须小于该用户按照协议容量分配的闪变限值。表1110kV电网电压波动限值电压波动频度，，次／h电压波动限值d，％r≤l1<，≤1O(a)(b)(c)lO

8、或停超过4％；接于公共连接点的每个用户引起该点的电维护对系统的影响小，但与其配套的设备较多，负序电压不平衡度允许值一般为1．3％，短时不超升压变压器需采用双分裂变压器。金昌地区大型过2．6％。光伏电站主要使用500kW并