1、光伏电站的建设与施工光伏电站的建设与施工第第5章章 光伏电站的接入光伏电站的接入5.1 光伏电站的接入规定与并网要求5.2 继电保护5.3 通信与通信技术要求5.4 电能计量5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.1 光伏电站接入规定1.光伏发电站接入电网的电压等级应根据光伏发电站的容量及电网的具体情况，在接入系统设计中经技术经济比较后确定。2.光伏发电站向当地交流负载提供电能和向电网发送的电能质量应符合公用电网的电能质量要求。3.光伏发电站应具有相应的继电保护功能。4.大、中型光伏发电站应具备与电力调度部门之间进行数据通信的能力，并网双方的通信系统应符合电网安
2、全经济运行对电力通信的要求。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.2 光伏电站接入并网要求1.有功功率控制应符合下列要求:n 大、中型光伏发电站应配置有功功率控制系统，具有接收并自动执行电力调度部门发送的有功功率及其变化速率的控制指令、调节光伏发电站有功功率输出、控制光伏发电站停机的能力；n 大、中型光伏发电站应具有限制输出功率变化率的能力，输出功率变化率和最大功率的限值不应超过电力调度部门的限值，但因太阳光辐照度快速减少引起的光伏发电站输出功率下降率不受此限制；n 除发生电气故障或接收到来自于电力调度部门的指令以外，光伏发电站同时切除的功率应在电网允许的最大
3、功率变化率范围内。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.2 光伏电站接入并网要求2.电压与无功调节应符合下列要求:（1）应结合无功补偿类型和容量进行接入系统方案设计；（2）大、中型光伏发电站参与电网的电压和无功调节可采用调节光伏发电站逆变器输出的无功功率、无功补偿设备的投入量和变压器的变化等方式；（3）大、中型光伏发电站应配置无功电压控制系统，具备在其允许的容量范围内根据电力调度部门指令自动调节无功输出，参与电网电压调节的能力。其调节方式、参考电压等应由电力调度部门远程设定；（4）接人10kV35kV电压等级公用电网的光伏发电站，功率因数应能在超前0.98和滞
4、后0.98范围内连续可调。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.2 光伏电站接入并网要求2.电压与无功调节应符合下列要求:（5）根据国家标准GB/T 19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定，接入110kV(66kV)及以上电压等级公用电网的光伏发电站，其配置的容性无功容量应能够补偿光伏发电站满发时站内汇集线路、主变压器的全部感性无功及光伏发电站送出线路的一半感性无功之和；其配置的感性无功容量能够补偿光伏发电站站内全部充电无功功率及光伏发电站送出线路的一半充电无功功率之和。（6）对于汇集升压至330kV及以上电压等级接入公用电网的光伏发电站群中的光伏
5、发电站，其配置的容性无功容量应能够补偿光伏发电站满发时站内汇集线路、主变压器及光伏发电站送出线路的全部感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿光伏发电站站内全部充电无功功率及光伏发电站送出线路的全部充电无功功率之和；（7）T接于公用电网和接入用户内部电网的大、中型光伏发电站应根据其特点，结合电网实际情况选择无功装置类型及容量；（8）小型光伏发电站输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数不应小于0.98(超前或滞后)；输出有功功率在20%50%时，功率因数不应小于0.95(超前或滞后)。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.3 并网电能质量要求1.直接接
6、入公用电网的光伏发电站应在并网点装设电能质量在线监测装置；接入用户侧电网的光伏发电站的电能质量监测装置应设置在关口计量点。大、中型光伏发电站电能质量数据应能够远程传送到电力调度部分，小型光伏发电站应能储存一年以上的电能质量数据，必要时可供电网企业调用。2.光伏发电站接入电网后引起电网公共连接点的谐波电压畸变率以及向电网公共连接点注入的谐波电流应符合现行国家标准电能质量公用电网谐波GB/T14549的规定。3.光伏发电站接入电网后，公共连接点的电压应符合现行国家标准电能质量供电电压偏差GB/T12325的规定。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.3 并网电能质
7、量要求4.光伏发电站引起公共连接点处的电压波动和闪变应符合现行国家标准电能质量电压波动和闪变GB/T12326的规定5.光伏发电站并网运行时，公共连接点三相电压不平衡度应符合现行国家标准电能质量三相电压不平衡GB/T15543的规定。6.光伏发电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.4 电网异常时应具备的能力要求1.电网频率异常时的响应，应符合下列要求：（1）光伏发电站并网时应与电网保持同步运行；（2）大、中型光伏发电站应具备一定的耐受电网频率异常的能力。大、中型光伏发电站在电网频率异常时的
8、运行时间要求应符合表5-1的规定。当电网频率超出49.5Hzm-50.2Hz范围时，小型光伏发电站应在0.2s以内停止向电网线路送电（3）在指定的分闸时间内系统频率可恢复到正常的电网持续运行状态时，光伏发电站不应停止送电。5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.4 电网异常时应具备的能力要求1.电网频率异常时的响应，应符合下列要求：表：大中型光伏发电站在电网频率异常时运行时间要求电网频率运行时间要求f48Hz根据光伏电站逆变器运行的最低频率48Hzf49.5Hz每次低于49.5Hz时要求至少能运行10min49.5Hzf50.2连续运行50.2Hzf50.5每次
9、频率高于50.2Hz时，光伏发电站应具备能够连续运行2min的能力，但同时具备0.2s内停止向电网送电的能力，实际运行时间由电网调度机构决定：不允许处于停机状态的光伏电站并网f50.5Hz在0.2s内停止向电网送电，且不允许停运状态的光伏发电站并网5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.4 电网异常时应具备的能力要求2.电网电压异常时的响应应符合下列要求：（1）光伏发电站并网时输出电压应与电网电压相匹配；（2）大、中型光伏发电站应具备一定的低电压穿越能力大中型光伏发电站低电压穿越能力要求5.1 光伏电站的接入规定与并网要求光伏电站的接入规定与并网要求5.1.4
10、电网异常时应具备的能力要求（3）小型光伏发电站并网点电压在不同的运行范围时，光伏发电站在电网电压异常的响应要求应符合下表的规定。表：光伏发电站在电网电压异常的响应要求并网点电压最大分闸时间0.1s2.0s连续运行2.0s0.05s2.最大分闸时间是指异常状态发生到逆变器停止向电网送电的时间。光伏发电站的逆变器应具备过载能力，在1.2倍额定电流以下，光伏发电站连续可靠工作时间不应小于1min。光伏发电站应在并网点内侧设置易于操作、可闭锁且具有明显断开点的并网总断路器。注：1.UN为光伏发电站并网点的电网标称电压；5.2 继电保护继电保护5.2.1 继电保护的技术要求1.光伏发电站的系统保护应符合
11、现行国家标准继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14285的规定，且应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。专线接入公用电网的大、中型光伏电站可配置光纤电流差动保护。2.光伏发电站设计为不可逆并网方式时，应配置逆向功率保护设备，当检测到逆流超过额定输出的5%时，逆向功率保护应在0.5s2s内将光伏发电站与电网断开。3.小型光伏发电站应具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力，其防孤岛保护应与电网侧线路保护相配合。4.大、中型光伏发电站的公用电网继电保护装置应保障公用电网在发生故障时可切除光伏发电站，光伏发电站可不设置防孤岛保护。5.在并网线路同时T接有其他用电负荷情况下，光伏发电站防孤
12、岛效应保护动作时间应小于电网侧线路保护重合闸时间。6.接入66kV及以上电压等级的大、中型光伏发电站应装设专用故障记录装置。故障记录装置应记录故障前10s到故障后60s的情况，并能够与电力调度部门进行数据传输。5.2 继电保护继电保护5.2.2 孤岛效应的应对措施与保护1.光伏电站孤岛效应的概念及危害光伏“孤岛效应”是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象，其工作机理如下图所示：电网正常工作情况下，相当于开关S1、S2闭合，电网和光伏发电系统同时向电网负载供电；电网突然停止工作时，相当于开关S1闭合，S2打开，此
13、时光伏发电系统作为孤立电源继续向电网负载供电。光伏电站与电网连接示意图5.2 继电保护继电保护5.2.2 孤岛效应的应对措施与保护一般来说，光伏孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响，主要包括：（1）电力公司输电线路维修人员的安全危害；（2）影响配电系统上的保护开关动作程序；（3）电力孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定现象；（4）当电力公司供电恢复时所造成的相位不同步问题；（5）太阳能供电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。5.2 继电保护继电保护5.2.2 孤岛效应的应对措施与保护2.孤岛效应的检测与防护孤岛效应检测方法主要分为被动式和主动式两种。被动式孤
14、岛检测方法通过检测逆变器的输出是否偏离并网标准规定的范围(如电压、频率或相位)，判断孤岛效应是否发生。其工作原理简单，实现容易，但在逆变器输出功率与局部负载功率平衡时无法检测出孤岛效应的发生。主动式孤岛检测方法是指通过控制逆变器，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动。电网正常工作时，由于电网的平衡作用，这些扰动检测不到。一旦电网出现故障，逆变器输出的扰动将快速累积并超出并网标准允许的范围，从而触发孤岛效应的保护电路。该方法检测精度高，检测盲区(Non-detection Zone，NDZ)小，但是控制较复杂且降低了逆变器输出电能的质量。孤岛效应的检测方法：n 被动检测法n 主动检测法n 其他
15、检测方法：网侧阻抗插值法5.3 通信及通信技术要求通信及通信技术要求光伏发电站通信可分为站内通信与系统通信。通信设计应符合现行行业标准电力系统通信管理规程DL/T544和电力系统通信自动交换网技术规范DL/T598的规定。中、小型光伏发电站可根据当地电网实际情况对通信设备进行简化。1.站内通信应符合下列要求:（1）光伏发电站站内通信应包括生产管理通信和生产调度通信。（2）大、中型光伏发电站为满足生产调度需要，宜设置生产程控调度交换机，统一供生产管理通信和生产调度通信使用。（3）大、中型光伏发电站内通信设备所需的交流电源，应由能自动切换的、可靠的、来自不同站用电母线段的双回路交流电源供电。（4）
16、站用通信设备可使用专用通信直流电源或DC/DC变换直流电源，电源宜为直流48V。通信专用电源的容量，应按发展所需最大负荷确定，在交流电源失电后能维持放电不小于lh。5.3 通信及通信技术要求通信及通信技术要求光伏发电站通信可分为站内通信与系统通信。通信设计应符合现行行业标准电力系统通信管理规程DL/T544和电力系统通信自动交换网技术规范DL/T598的规定。中、小型光伏发电站可根据当地电网实际情况对通信设备进行简化。1.站内通信应符合下列要求:（5）光伏发电站可不单独设置通信机房，通信设备宜与线路保护、调度自动化设备共同安装于同一机房内。2.系统通信应符合下列要求:（1）光伏发电站应装设与电
17、力调度部门联系的专用调度通信设施。通信系统应满足调度自动化、继电保护、安全自动装置及调度电话等对电力通信的要求；（2）光伏发电站至电力调度部门间应有可靠的调度通道。大型光伏发电站至电力调度部门应有两个相互独立的调度通道，且至少一个通道应为光纤通道。中型光伏发电站至电力调度部门宜有两个相互独立的调度通道；（3）光伏发电站与电力调度部门之间通信方式和信息传输应由双方协商一致后确定，并在接入系统方案设计中明确。5.4 电能计量电能计量5.4.1 电能计量的一般要求光伏发电站电能计量点宜设置在电站与电网设施的产权分界处或合同协议中规定的贸易结算点；光伏发电站站用电取自公用电网时，应在高压引入线高压侧设
18、置计量点。每个计量点均应装设电能计量装置。电能计量装置应符合现行行业标准电能计量装置技术管理规程DL/T448和电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T5137的规定。光伏发电站应配置具有通信功能的电能计量装置和相应的电能量采集装置。同一计量点应安装同型号、同规格、准确度相同的主备电能表各一套。光伏发电站电能计量装置采集的信息应接入电力调度部门的电能信息集系统。5.4 电能计量电能计量5.4.2 电能的计量和采集对于光伏电站、风电站、地热电站等大型新能源电站，通常采用高压(10kV或35kV)并网方式与电网进行交互。该类型电源装机容量较大，以“向外送电”为主，通常作为电源点使用。但由于其间歇性
19、的特点，在夜间或无风等不满足发电的条件下，也需要从电网获取电能以满足电站自身的正常运转。高压并网新能源电站具有发电容量大、并网电压高等特点，其计量点设置应遵循以下原则：(1)设置应保证供电的安全和可靠；(2)设置应保证计量的公平、准确；(3)设置应能满足清洁能源鼓励政策的需要。5.4 电能计量电能计量5.4.2 电能的计量和采集高压并网新能源电站计量点可有以下三种典型设置方式。如下图所示：光伏电站发电高压并网电能计量点设置5.4 电能计量电能计量5.4.2 电能的计量和采集高压并网新能源电站计量点可有以下三种典型设置方式。如下图所示：光伏电站发电高压并网电能计量点设置本章小结本章小结序号序号知识要点知识要点收获与体会收获与体会1光伏电站并网的一般规定 2并网的无功调节应符合的技术要求 3并网电能质量要求 4电网异常时光伏电站的相应机制 5继电保护的技术要求 6光伏电站孤岛效应的概念及检测方法 7光伏电站通信的技术要求 8光伏电站电能的计量和采集THANKS
