光伏电站接入电网技术分析

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1、光伏电站接入电网技术分析摘要：本文通过对光伏电站入电同技术进行分析，并提出一些措施，期望能更好的促进光伏电站接入电网技术的发展。关键词：光伏电站；接入电网；技术分析分类号:F407文献标识码：A一、光伏并网系统的工作原理根据太阳能电池的发电原理，己知单纯仅靠太阳能电池组件所产生的电能均为直流电的形式。而在日常用电当中，各种电器设备对电源的需求均为交流电，而公用大电网的电能形式也为交流电。故光伏并网系统的工作原理即是需要满足这种在太阳能电池组件与大电网之间进行电流形式转换的目的。为了实现电流形式之间的转换，就需要采用某种逆变技术，在光伏并网系统当中，目前广泛采用

2、的是SPWM（正弦波脉宽调制）逆变技术。SPWM逆变技术又可根据不同的电路形式细化分为许多种，在光伏发电并网当中，全桥电路便是常采用的一种。根据电力系统的相关要求，光伏发电并网系统的输入电网电流要有一定的准周期并列条件，最主要的条件便是需要光伏发电系统的输出电压与并入电网的电压压差控制在10%以内、输出频率与电网频率的频差不超过0.4Hz以及输出电压相位与并入电网电压的相位差不超过10度这三个条件。只有同时满足这些条件，光伏发电系统的并网控制才能为电网提供安全有效的输出电能。二、并网光伏发电站的特点从运行的角度来看，并网光伏电站发电具有几个明显特点。其一是强随

3、机性、间歇性以及周期性是光伏发电的输出功率的明显特征，这也是由于太阳能这种能源的先天特征所导致。电站的输出根据气候条件的变化而随时变化，且波动较大，尤其是在多云天气时云层不断移动而导致阳光照射时有时无，太阳能电池组件的输出功率会在短时间内出现剧烈变化，导致光伏发电系统的输出电压剧烈波动，这种电压的不稳定性将对电网产生较大的冲击。其二是不像其他发电形式，例如火电可以随时通过控制煤的燃烧等人工手段调节输出功率，太阳能光伏发电形式自身并不具备根据太阳光照射变化而自调节的能力。所以，在输出功率控制策略上令用的最大功率点跟踪技术，便是为了提供对太阳能利用效率所采用的方法

4、。但这种方法的输出功率为纯有功功率输出，需要考虑无功功率平衡问题。再次，由于输出的交流电是经过逆变器控制环节进行了转换的，根据逆变器的电子模型及特性可知，在这个环节当中，必将产生大量谐波输入进电网，从而影响电网的稳定运行。上文已述，光伏发电系统没有旋转部件，则带来故障率低、运行可靠的优点，但凡事有利有弊，正是因为光伏发电系统没有旋转部件，因而没有惯性带来的阻尼。最后，在我国目前以火力发电为主下建立起的配电网结构，必将因为光伏发电的大量应用而改变。传统的中、低压配电网结构当中多采用中性点不接地系统或经消弧线接地的方式，这些接地方式都是单侧电源福射型供电网络。随着

5、光伏发电系统接入配电网，配电网的结构将变为多电源结构，潮流计算和短路电流大小、流向等分布特性均将发生较大改变，在传统配电网当中的供电部门对配电网的操作、控制以及调度都能相对统一地进行实时监测、信息采集、开关操作等，配电网结构改变后，改变了传统的“单点供电、多点用电”的运行模式，就增加了其复杂程度。三、光伏电站接入电网中的关键技术光伏并网逆变器的拓扑结构和功能光伏并网逆变器按照应用方式和领域的不同可划分为三类（图1所示）：1）集中式逆变器：面向大型电站级的;2）支路式逆变器：面向组件级的；3）交流模块式逆变器：由光伏组件所集成的。2根据不同应用方式和领域划分的光

6、伏并网逆变器类型集中式光伏并网逆变器当前还是多采用在兆瓦级的大型并网光伏电站当中。在集中式并网逆变器的直流输入端并联进串联在一起的多组光伏模块，然后经过集中式并网逆变器，最后转换成交流电，最后馈入进单相或者三相交流电网是通过变压器，其目的是与配电网达到电气隔离，输出的功率等级一般在20-500kw。由此可得，通常需几组或几十组集中式并网逆变器，光伏电站的输出功率才能达到兆瓦级。为确保广发方阵向电网馈电，光伏电站的并网逆变器需要包含以下几种基本功能1.并网功率因数为1，即电网电压与并网电流同频同相；2.即在特定条件下使光伏电站从电网中切除，即反孤岛效应;3.能够

7、实现光伏方阵的最大功率点跟踪。此外，由于光伏电站的接入电网后配电网电压经常性波动，因为其输出功率受到温度等自然因素变化的影响较大。也有学者做出研究提出为减少配电网中电压/无功调节装置的频集动作，提高配电网的稳定性，利用光伏电站接入电网时对配电网进行无功补偿。（二）孤岛检测技术1.孤岛检测技术简介3:孤岛检测等效电路在电网的实际运行当中，难免会发生故障，有些是因为电气设备的故障造成，有些是操作人员的不当操作造成，甚至有些是自然因素导致的非人力可控的故障。当任何一种故障发生时，若光伏发电站此时没有切断电站与电网的连接并停止向周围负载送电，这就使电站成为了一个供电部

8、门无法控制的可自供电的孤岛，这种现象被