(国网三门峡供电公司 河南三门峡 472000)
摘要:本文分别从并网方式,电压偏差、电压波动和闪变、频率、谐波、直流注入等电能质量指标,保护与控制等方面进行了详细的分析。指出了国内现有标准存在的不足,在并网技术标准的制定过程中,应综合考虑并网容量以及接入电网的电压等级等因素。
关键词:新能源发电;智能电网;光伏发电;风电;并网技术;标准
1光伏发电并网技术标准
1.1并网方式
国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》中,根据光伏电站接入电网的电压等级(0.4kV、10~35kV、66kV)将光伏电站划分为小型、中型和大型,但没有明确光伏电站的容量。IEEE929—2000[10]中对小型、中型和大型光伏发电系统的容量分别规定为≤10kW、10~500kW和≥500kW。
1.2电能质量
任何形式的光伏发电系统向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量都应受控,在电压偏差、频率、谐波、闪变和直流注入等方面应满足使用要求并至少符合电能质量国家标准。
1.2.1电压偏差
通常情况下,光伏发电系统并网不允许参与公共连接点(PCC)电压的调节,不应造成电力系统电压超过相关标准所规定的范围,不应造成所连接区域电力系统设备额定值的过电压,也不能干扰电力系统中接地保护的协调动作。表2是国内标准GB/Z19939—2005、GB/T19964—2005、国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》和国外标准IEEE929、EEE1547对光伏发电系统正常运行电压范围和公共连接点处电压偏差限值的规定。
1.2.2电压波动和闪变
IEEE1547标准指出:分布式电源不能使地区电力系统电压超过ANSIC84.1—1995标准所规定的范围;与电网并列运行的分布式电源在PCC处引起电压波动不应超过±5%;分布式电源不应该造成区域电力系统中其他用户的电压闪变。一般而言,光伏发电系统与电网相联引起的电压波动和闪变很小,基本不会引起电网的电压波动和闪变值越限。
1.2.3频率
几乎所有的标准都要求光伏发电系统并网时应与电网同步运行。各标准对光伏发电系统的正常运行频率范围或偏差限值做出了相关规定,如表3所示。
1.2.4直流分量
当光伏发电系统的并网逆变器输出端直接与电网连接(不带隔离变压器),逆变器存在参数不均衡、触发脉冲不对称等情况时,可能向电网注入直流电流。直流注入将会对变压器等电网设备产生不良影响。因此,国内外标准对光伏发电系统并网注入的直流分量均有限制,如表4所示。
1.3保护与控制
1.3.1低电压穿越
有些标准还要求大型和中型光伏电站应具备一定的低电压穿越能力,国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》中对大中型光伏电站的低电压穿越要求为:当并网点电压跌落至20%标称电压时,光伏电站能保证不间断并网运行1s;且如果光伏电站并网点电压发生跌落后3s内能恢复到标称电压的90%时,光伏电站应能保证不间断并网运行。
1.3.2频率异常
当电网频率偏离规定的条件时,光伏发电系统应该停止向电网供电。如果频率在规定的跳闸时间内恢复到正常电网连续运行的情况,则不必停止供电。频率保护装置允许时间延迟的目的是为了避免由于短期扰动引起的误动作。光伏发电系统对异常频率的响应时间如表5所示。
1.3.3防孤岛保护
防孤岛保护是分布式电源特有的保护。几乎所有的标准均要求当光伏发电系统并入的电网失压,处于非计划孤岛运行时,需要在规定的时间内检测到孤岛运行并停止供电。超出运行状态导致光伏发电系统停止向电网送电,在电网的电压和频率恢复到正常范围后,需延迟一段时间再并入电网运行。表6是国内外标准对发生非计划性孤岛时保护动作的时间以及电网恢复正常后并网延时的限值规定。
2结语
加快制定各种形式新能源并网标准以及完善现有标准是推动智能电网发展的原动力之一。目前,除了光伏发电和风力发电,我国还没有制定针对其他形式新能源发电并网的技术标准和规范,而已制定的标准还不够成熟,尚需进一步发展和完善。本文针对目前新能源发电应用最为广泛的光伏发电和风力发电,将国内外相关的主要并网技术标准分别进行了综合比较分析,指出了国内标准存在的不足并提出了一些初步建议,为国内标准的进一步完善提供参考依据。
参考文献
[1]张强,张伯明,李鹏.智能电网调度控制架构和概念发展述评[J].电力自动化设备,2010,30(12):1-6,35.
[2]于慎航,孙莹,牛晓娜,等.基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统[J].电力自动化设备,2010,30(5):104-108.
[3]别朝红,李更丰,王锡凡.含微网的新型配电系统可靠性评估综述[J].电力自动化设备,2011,31(1):1-6.
论文作者:杨旭东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签:电网论文; 光伏论文; 电压论文; 标准论文; 电站论文; 系统论文; 频率论文; 《电力设备》2017年第6期论文;