光伏电站并网电气安全技术

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光伏电站电气并网安全技术2011.11系统集成部 内容光伏发电对电网的影响同期并网方案继电保护方案电力自动控制、通信方案 光伏发电对电网的影响我国的太阳能光伏发电呈现出“大规模集中开发、中高压接入”与“分散开发、低电压就地接入”并举的发展趋势。大型电站形式分布式电源形式光照资源的随机性、间歇性、周期性是光伏电站对电网产生影响的最主要因素与常规电源相比光伏发电的自身特点：通过电力电子器件并网没有旋转部件：没有惯性、没有阻尼… 光伏发电对电网的影响电能质量问题：电压、频率、波形光伏发电通过电力电子逆变器并网，易产生谐波、三相电流不平衡；输出功率随机性易造成电网电压波动、闪变建筑光伏直接在用户侧接入电网，电能质量问题直接影响用户的电器设备安全。 光伏发电对电网的影响电网调频与经济运行问题：太阳能资源具有间歇性、周期性、波动性、周期性等特点。当光伏发电在电源中的比例不断增大的时候，对电网调峰的影响将愈加显著。光伏电源只在白天发电，具有一定的正调峰特性解决光伏发电的短期功率波动问题如何利用光伏发电的正调峰特性进行合理的经济调度解决输电通道的利用率问题 光伏发电对电网的影响电网的稳定控制：静态稳定、动态稳定采用“集中开发、高压送出”模式开发的大规模光伏电站多集中在西北、华北等日照资源丰富的荒漠/半荒漠地区，而这些地区一般地域范围广而本地负荷小，光伏电站的电力需要进行远距离输送。随着光伏电站数量和规模的不断加大，光照短期波动和周期性变化引起的线路电压超限现象将逐步出现，长距离输电的电压稳定性问题将成为制约大规模光伏电站建设开发的主要因素之一。光伏发电的运行控制特性完全由电力电子逆变器决定，没有转动惯量和阻尼特性，与常规发电机组有较大的区别。光伏发电的大规模接入对电网的安全稳定分析提出了新的挑战。 光伏发电对电网的影响配电网的运行控制：10kV以下电网我国的中、低压配电网主要是中性点不接地(或经消弧线圈接地)系统，采用单侧电源辐射型供电网络。光伏电源接入配电网，使配电系统从放射状结构变为多电源结构，潮流和短路电流大小、流向以及分布特性均发生改变。 光伏发电对电网的影响配电网的运行控制：10kV以下电网电压、电流分布问题。继电保护选择性、灵敏性。重合闸的配合问题。孤岛安全问题。电网设备运行经济型差。 光伏发电对电网的影响配电网的运行控制：10kV以下电网 光伏发电对电网的影响配电网的运行控制：10kV以下电网 电气同期并网方案电站同期并网的时候需要考虑三个条件：1、待并机组与系统电压相等。2、待并机组与系统频率相等。3、待并机组与系统相位、相角差相同。（以上三点可以有少许偏差）4、运行过程中以上3点都要保持一致。如果没有满足其中一项或多项那么就叫非同期并网。非同期并网会产生很大的冲击电流，使发电机和发电机串联中的断路器，主变等设备损坏。严重时还会影响电网系统，使电网崩溃。 电气同期并网方案对并网逆变器的要求：光伏逆变器是否具有同期检测功能和同期并网功能？光伏逆变器是否可以自动检测系统电压、频率、相位、电流，并实时根据系统电压、频率的变化自动改变输出电压及频率？光伏逆变器是否可以根据系统电压、频率变化的限值自动停止工作？以上问题是电气并网应该考虑的关键问题，同期是电气并网的先决条件，非同期并网的电气事故后果严重！ 电力继电保护方案对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。按性能可分为主保护、后备保护作用：①、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，使被保护设备快速脱离电网；②、对电网的非正常运行及某些设备的非正常状态能及时发出警报信号，以便迅速处理，使之恢复正常； 电力继电保护方案光伏电站需要用到的保护：变压器保护：瓦斯保护、差动保护、电流电压保护、零序保护输电线路保护：光纤差动保护、距离保护、电流电压保护、零序保护配电网开关保护：电流速断保护、延时速断保护、功率方向保护、低电压保护 电力自动控制、通信方案1、ECSNCS系统2、RTU系统3、故障录波系统4、PMU5、调度数据网6、自动同期装置