代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司

分布式光伏電站智能并網(wǎng)技術(shù)研究

代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司

1.技術(shù)背景和意義

電能是各行各業(yè)的血液，是人類生活最重要的助手；電力網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍及人類活動(dòng)的各個(gè)角落，變得越來(lái)越龐大，電網(wǎng)發(fā)生故障或電能質(zhì)量波動(dòng)，會(huì)給人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)重大的影響和巨大損失。因此如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全，是擺在各國(guó)政府面前的一個(gè)復(fù)雜而重要的課題。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，要求通過(guò)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，來(lái)解決上述電網(wǎng)面臨的問(wèn)題和課題，已經(jīng)變得十分現(xiàn)實(shí)，并且得到各國(guó)政府大力支持和倡導(dǎo)，這正在不斷催生和拓展著“智能電網(wǎng)”相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。

分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能的一種非常好方式，得到國(guó)家鼓勵(lì)和推廣。“分布式光伏電站”將會(huì)在的大量的建筑物屋頂、大量的工業(yè)園區(qū)、生活小區(qū)、農(nóng)作物大棚屋頂、養(yǎng)殖大棚屋頂?shù)扔楷F(xiàn)。這將是用太陽(yáng)能能源取代傳統(tǒng)石化能源的一次革命。但是大量涌現(xiàn)的分布是式光伏電站，在并入電力網(wǎng)以后，將對(duì)原有的電網(wǎng)產(chǎn)生巨大影響，使其面臨著巨大的管理和技術(shù)問(wèn)題，包括電網(wǎng)污染、質(zhì)量下降、發(fā)電與負(fù)載的不平衡等問(wèn)題等。這就必須使分布式光伏電站并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“智能化”。

2.技術(shù)的先進(jìn)性

本技術(shù)涉及的分布式光伏電站智能并網(wǎng)技術(shù)屬于智能電網(wǎng)的范疇，在全球范圍內(nèi)都是剛起步的新生事物。有些技術(shù)還屬于前無(wú)古人的創(chuàng)新應(yīng)用。

技術(shù)廣泛應(yīng)用于分布式太陽(yáng)能光伏電站的公用電網(wǎng)并網(wǎng)，能使分布式光伏電站的發(fā)電高效、安全、可靠；能使公用電網(wǎng)更加安全可靠。

3.主要研究?jī)?nèi)容

分布式光伏電站并入公用電網(wǎng)智能化管理，使其成為電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)和可靠的分布式電源，成為電網(wǎng)的智能節(jié)點(diǎn)，并確保分布式光伏電站大規(guī)模地接入智能電網(wǎng)。具有并網(wǎng)交流電測(cè)量、逆變器測(cè)量采集、氣象、環(huán)境數(shù)據(jù)獲取，電網(wǎng)調(diào)度中心數(shù)據(jù)交換，發(fā)電負(fù)荷控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、計(jì)劃發(fā)電管理、電能質(zhì)量監(jiān)控、發(fā)電損耗補(bǔ)償?shù)裙δ埽峁┎⒕W(wǎng)點(diǎn)測(cè)量裝置、逆變器采集器、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、智能防逆流裝置、集中式中心控制單元、分布式中心控制單元、壁掛式并網(wǎng)柜和落地式并網(wǎng)柜等產(chǎn)品。

4.工藝原理

本課題研究?jī)?nèi)容主要是分布式光伏電站并網(wǎng)智能化技術(shù)，包括發(fā)電負(fù)載智能控制技術(shù)、智能防逆流技術(shù)、計(jì)劃發(fā)電管理、發(fā)電負(fù)載預(yù)測(cè)、發(fā)電損耗監(jiān)控、發(fā)電質(zhì)量監(jiān)測(cè)與報(bào)警。由多種硬件功能模塊和軟件功能模塊組成基本功能單元+中央控制單元；最后形成壁掛式、落地式的多款適合于幾kW到幾十MW分布式光伏電站并網(wǎng)的成套控制設(shè)備。這個(gè)并網(wǎng)技術(shù)還要實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度管理機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的連網(wǎng)與數(shù)據(jù)交換；實(shí)現(xiàn)與氣象預(yù)報(bào)中心服務(wù)系統(tǒng)的連網(wǎng)獲得氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)與各種逆變器的通信獲得與調(diào)節(jié)功率。這個(gè)并網(wǎng)技術(shù)還需要實(shí)時(shí)測(cè)量并網(wǎng)關(guān)口點(diǎn)功率與方向等。這個(gè)并網(wǎng)技術(shù)還包括環(huán)境監(jiān)測(cè)，其參數(shù)用于發(fā)電分析與負(fù)荷預(yù)測(cè)。

5.技術(shù)特點(diǎn)

（1）發(fā)電負(fù)載智能控制，按給定的上網(wǎng)發(fā)電負(fù)載目標(biāo)值，精確調(diào)節(jié)光伏逆變器發(fā)電出力，保證整體的發(fā)電效率最高。能有效控制有多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)、多條配電母線、多臺(tái)光伏逆變器組成的復(fù)雜分布式光伏電站向電網(wǎng)發(fā)電目標(biāo)；

（2）智能并網(wǎng)防逆流控制，這是上述發(fā)電負(fù)載智能控制，在上網(wǎng)發(fā)電負(fù)載目標(biāo)值設(shè)定在0的特定控制，也就是分布式光伏電站處于完全的自發(fā)自用模式的發(fā)電控制技術(shù)；

（3）計(jì)劃發(fā)電管理，能與各類發(fā)電調(diào)度管理機(jī)構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃、分時(shí)發(fā)電計(jì)劃、日計(jì)劃、周計(jì)劃、月計(jì)劃、節(jié)假日計(jì)劃、動(dòng)態(tài)計(jì)劃、比例計(jì)劃；

（4）發(fā)電上網(wǎng)預(yù)測(cè)，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、逆變器特性、光伏組件特性來(lái)進(jìn)行短期預(yù)測(cè)；

（5）發(fā)電損耗監(jiān)控，對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)及各個(gè)逆變器的有功、無(wú)功進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，及時(shí)調(diào)節(jié)逆變器的無(wú)功，來(lái)改善功率因數(shù)；

（6）發(fā)電質(zhì)量監(jiān)視及告警；對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)、各個(gè)逆變器的交流電量，實(shí)現(xiàn)諧波污染的監(jiān)視、分析，并對(duì)嚴(yán)重污染產(chǎn)生警報(bào)；

（7）與各類逆變器的數(shù)據(jù)通信，中央控制單元能與各種逆變器實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，組態(tài)工具并網(wǎng)設(shè)備和功能參數(shù)配置和管理。