小型分布式光伏电源大规模并网技术的研究与应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 小型分布式光伏电源大规模并网技 术的研究与应用 摘 要：随着光伏电源技术的发 展，小型分布式光伏电源得到了广泛的 使用。当前，对于小型分布是光伏电源 并网，尚无成熟的解决方案和技术。因 此，有必要对小型分布式光伏电源的并 网装置及并网技术进行研究，并实现其 在并网运行中的应用。本文浅析了智能 并网装置的组成模块与功能实现，探讨 了小型分布式光伏电源大规模并网技术 和并网方案，以期为我国的小型分布式 光伏电源并网提供借鉴。 中国论文网 /8/view-13006971.htm 关键词：小型分布式；光伏电源； 大规模并网 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：TM615 文献标识 码：A 当前，小型分布式光伏电源大多 采用“裸接”的方式，实现对电网的接入。 “裸接”的并网方式，缺乏对小型光伏电 源的有效监控与故障诊断，在一定程度 上导致了电网运行过程中的隐患，也无 法产生高质量的电能，实现对用户需求 的良好满足。因此，有必要对小型分布 式光伏电源智能并网装置进行研究，并 实现其对并网运行的有效应用。 一、智能并网装置 1.组成模块 智能并网装置的组成模块，主要 包含以下几部分： （1）电源模块。电源模块的供 电实现有赖于单相的交流电源。电源模 块配备有大容量的工业电池，该电池能 实现充电。在缺乏交流时，电池能维 持智能并网装置的工作，并能实现对并 网系统运行状态的监控。 （2）CPU 模块。该模块是智能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 并网装置的主控单元，能采集数据，并 对之统计分析，实现数据在芯片内的保 存。该模块还能对准确判断系统运行的 工况，并实现对系统命令的有效执行， 最终实现对各模块的有效协调。 （3）交流采样模块。该模块通 过对互感器的使用，采集电网交流量， 实现对各类数据的计算。 （4）输入输出模块。能实现对 各种信号输入以及信号输出的有效管理。 （5）通信模块。该模块能通过 对移动网络进行利用，与主站实现良好 的通信。并能将智能并网装置的相关信 息实现对主站的良好传递，并实现对主 站指令的及时接受。 （6）显示操作模块。该模块的 人机界面良好，且具有时钟模块。智能 并网装置的组成模块一方面具有各自的 分工，另一方面能实现各自功能的交互。 2.功能实现 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 智能并网装置主要具备以下功能： （1）当电网出现故障，发生短 路时，其短路电流以及电压等超出设定 值时，智能并网装置能实现对光伏电源 的自动切断，以及主断路器的自动切断， 从而有效实现对故障的隔离。对于不可 逆流并网光伏发电系统，电网接口处逆 流超出设定值时，光伏系统与电网在功 率方向保护动作的作用下，会实现断开， 从而自动实现对故障的有效隔离。 （2）智能并网装置能实现对各 种模拟量的有效采集，并将采集到的信 息实现对监控系统的即时传送，进而实 现对光伏系统进行实时的有效监测。光 电隔离将各类开入信号实施数字信号的 转换后，使之进入智能并网装置，通过 使用滤波回路以及软件算法进行处理， 能有效实现对外部干扰的滤除。监控系 统可通过并网装置发送指令对带节点控 制的断路器进行控制，每个遥控对象均 由双继电器完成，输出均由双处理器执 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 行，有效保障了遥控输出的可靠性。 （3）电压的模拟信号以及电流 的模拟信号，可以通过智能并网装置的 计量芯片，实现对数字信号的转换，并 实现数字的积分运算，实现对有功电量 和无功电量的准确得出。当功率流入光 伏并网系统时，功率呈现出负值的显示， 当功率经过光伏并网系统实现对公网的 流入时，功率呈现出正值的显示。 （4）智能并网装置通过对各项 电能指标的监测，能实现对电能质量的 有效监控，当各类电能指标不符合相关 的技术要求时，装置会对不良指标进行 调节控制，以使之恢复正常水平。当智 能并网系统对不良指标进行调控后，仍 不能恢复，就会对光伏系统实施自动切 除，以实现自动隔离系统故障。 （5）智能并网装置闭锁软硬件 逻辑。当智能并网装置对逻辑进行闭锁 时，能实现对逻辑指令的接收以及编程。 此时，监控系统的遥控操作和用户的现 场操作，都会导致逻辑闭锁程序的自动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 启动。断路器的闭锁节点，在联锁组态 工具的作用下，实现逻辑组态，进而实 现对故障以及运行区域的断路器的闭锁。 （6）该装置能够实现对小型光 伏系统及电网各类参数的同时检测。只 有各项参数的偏差在允许范围之内时， 智能并网装置才会实现对并网功能的开 放，否则，会对系统并网实施闭锁。 （7）智能并网装置能通过移动 通信网络，实现与主站的远程通信。 （8）智能并网装置中的时钟芯 片，具有极高的精度，误差极小。 二、小型分布式光伏电源智能并 网方案 1.小型分布式光伏电源供电系统 的设计 光伏电源供电系统主要由以下 3 部分构成：分布式光伏电源系统、用户 负载系统以及智能并网控制系统。小型 光伏系统的总体结构，如图 1 所示。 2.小型分布式光伏电源供电系统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的智能并网实现 （1）光伏系统并网运行的实现 只有在以下 3 个条件同时满足时， 待并发电机组才能实现同期并网： 和公用电网内的同幅电压的数 值相同；与公用电网内的频率数值相 同； 与公用电网相角差在容许的偏 差范围之内。 上述 3 个条件，存在一项不达标 时，即无法良好实现同期并网。在非同 期并网的情况下，会造成巨大的冲击电 流，导致各类电气设备的损毁，甚至对 公用电网造成严重的影响，导致其崩溃 瘫痪。 当智能并网装置检测到小型光伏 系统与电网各项参数的偏差不大时，智 能并网装置才能实现对其并网功能的完 全开放，并且只有当上述条件实现同时 满足的情况下，才能实现并网。 在电网正常运行的状态下，系统 处于并网运行模式。监控系统根据各类 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 信息，实现对负荷运行的控制，实现对 小型分布式光伏电源运行的控制，并对 运行方式进行计算，最终实现供电系统 的优化运行。 （2）智能并网控制系统的实现 智能并网控制系统的结构，如图 2 所示。 观察图 2 可知，通过现场总线级 联方式，智能并网装置 B、电能表、光 伏逆变器实现了与智能并网装置 A 的连 接。通过移动通信方式，智能并网装置 A 实现了与主站的通信，加强了对远方 的监控。智能并网控制系统能实现对系 统电压和系统电流的有效监测，并能实 现对电网故障的检测，且能向控制中心 发送信号。 （3）系统故障隔离与闭锁的实 现 当电网出现故障时，智能并网装 置能通过继电保护实现对故障信息的有 效监测，并实现对继电保护功能的有效 启动，对主断路器进行切断，实现故障 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 的有效隔离。当各项电能指标不符合并 网要求时，智能并网装置会对之进行自 动调控，调控无效时，装置会将控制信 号发送到光伏交流断路器，对断路器实 施切断，以隔离故障。断路器闭锁能有 效防治断路器的误合。 三、智能并网系统的应用案例 某用户使用了采用系列光伏逆变 器的智能并网系统，能实现对直流电的 逆变，使太阳能电池产生的直流电变为 正弦交流电，并实现对公共电网的输送。 另外，该系统采用的晶体硅太阳能电池 组件的正极与负极均不接地，其发电容 量为 11kW。该装置具有诸多优点： （1）实现了绿色环保。其电源 的能源来自太阳光，方便环保，其无污 染。 （2）具有较高的经济性。该装 置一方面实