一、開展光伏發(fā)電現(xiàn)場檢測的必要性

據(jù)我國國家能源部門2013年6月最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，太陽能發(fā)電占世界總能源的比例將逐步上升。據(jù)統(tǒng)計，在2010年這個比率僅為0.1%，預(yù)計到2030年提至10%，2050 年提升至20%。在我國制定的《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五規(guī)劃”》中提到，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量的目標(biāo)將由“十二五”前的21GW調(diào)整到35GW，上不封頂。截至 2011年底，我國光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘績H為3.6GW，這就意味著，在未來幾年中，我國光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘坑型麛U(kuò)大10倍以上。預(yù)計到2020年中國光伏發(fā)電的裝機(jī)總量將達(dá)到50GW。

但是太陽能資源的“規(guī)?；_發(fā)，高電壓傳輸”與“分布式接入，就地化消納”的開發(fā)模式，對電網(wǎng)保持安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)，對電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的能力提出了很高要求。

光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)有可能帶來一下技術(shù)問題：

（一）引起電網(wǎng)電能質(zhì)量問題

光伏并網(wǎng)逆變器絕大部分采用高頻調(diào)制，容易產(chǎn)生諧波；并聯(lián)輸出諧波的放大現(xiàn)象難以進(jìn)行有效預(yù)測與治理；輸出功率的不確定性也容易造成電網(wǎng)的電壓波動以及閃變；需要電網(wǎng)進(jìn)行配置相應(yīng)電能質(zhì)量治理裝置。

（二）影響電網(wǎng)電壓、頻率及其穩(wěn)定性

隨著光伏發(fā)電在電網(wǎng)中所占比例不斷增大，光伏發(fā)電固有的波動性、間歇性、周期性等特點(diǎn)，將會影響到電網(wǎng)的電壓、頻率特性，嚴(yán)重時甚至引起電網(wǎng)穩(wěn)定性問題 。

（三）影響電網(wǎng)電壓、頻率及其穩(wěn)定性

光伏分布式接入配電網(wǎng)會帶來特有的計劃外孤島運(yùn)行問題，會威脅線路維護(hù)人員人身安全；造成與孤島地區(qū)相連的用戶供電質(zhì)量受影響（頻率和電壓偏出正常運(yùn)行范圍）；孤島電網(wǎng)與主網(wǎng)非同步重合閘造成操作過電壓；單相分布式發(fā)電系統(tǒng)會造成系統(tǒng)三相負(fù)載欠相供電，目前所有的防孤島檢測算法均存在檢測盲區(qū)。

二、光伏電站現(xiàn)場檢測技術(shù)

（一）光伏電站檢測平臺工作原理

光伏電站的檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要是以國網(wǎng)公司《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》為依據(jù)。小型光伏電站平臺的工作原理，主要檢測小型官府電站的孤島電網(wǎng)特性及電網(wǎng)擾動。

一般光伏電站的整個檢測平臺，分為集控室和主設(shè)備室兩部分，其中集控室內(nèi)搭建有車載集控系統(tǒng)、儀器儀表柜、電能質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置、現(xiàn)場氣象參數(shù)測量裝置。主設(shè)備室內(nèi)搭建300kVA電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置、200kW防孤島檢測裝置、車載配電系統(tǒng)、車載配氣系統(tǒng)、自動收放線裝置。

小型光伏電站的檢測平臺搭載主要設(shè)備有以下幾種。300kVA電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置，電能質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，電能質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，車載集控系統(tǒng)以及車載配氣系統(tǒng)。200kW防孤島檢測裝置、現(xiàn)場氣象參數(shù)測量裝置、車載配電系統(tǒng)、自動收放線裝置。

其中300kVA電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置主要具備變頻/變壓功能、配網(wǎng)接線方式選擇及故障保護(hù)、面板操作等多項(xiàng)功能。200kW防孤島檢測裝置主要具備負(fù)荷模擬以及故障保護(hù)功能。電能質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置的主要測量參數(shù)有電壓、電流、功率因數(shù)、浪涌、三相不平衡因數(shù)，電壓暫降、驟升等參數(shù)?，F(xiàn)場氣象參數(shù)測量裝置的主要測量參數(shù)有總輻射、直接輻射、間接輻射、反射輻射、紫外輻射、日照時間、環(huán)境溫濕度等參數(shù)。

（二）光伏電站檢測平臺現(xiàn)場檢測實(shí)驗(yàn)

2013年4月光伏電站移動檢測平臺對浙江省某電力科研院所#3樓樓頂60kW光伏電站開展現(xiàn)場試驗(yàn)。某電力科研院所#3樓樓頂建設(shè)60kW光伏發(fā)電試驗(yàn)系統(tǒng)。采用TDB125×125-72-P型號的光伏組件，單塊光伏組件容量為175W，共338塊。配有30kW變壓器型三相逆變器一臺， 5kW單相逆變器三臺， 6kW帶高頻隔離變壓器型單相逆變器三臺，并入三相400V低壓運(yùn)行?，F(xiàn)場檢測實(shí)驗(yàn)對此光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了電壓異常（擾動）響應(yīng)特性測試，防孤島運(yùn)行測試，電能質(zhì)量監(jiān)測等實(shí)驗(yàn)。

電壓異常（擾動）響應(yīng)特性測試測試點(diǎn)設(shè)置在光伏電站或單元發(fā)電模塊并網(wǎng)點(diǎn)處，通過設(shè)定電壓為額定電壓的50%、85%測量欠電壓特性測試。其中50%額定電壓下電網(wǎng)擾動裝置在一個周波之內(nèi)衰減到48%Un，電站在68.6ms以后停機(jī)，滿足標(biāo)準(zhǔn)時間要求。85%額定電壓下，并網(wǎng)點(diǎn)電壓衰減到84%Un，電站在684.25ms以后停機(jī)，滿足標(biāo)準(zhǔn)時間要求。

試驗(yàn)對光伏逆變器進(jìn)行了防孤島運(yùn)行測試試驗(yàn)，當(dāng)各品牌光伏并網(wǎng)逆變器單獨(dú)開機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行防孤島實(shí)驗(yàn)時，某國內(nèi)品牌逆變器在0.143s時間內(nèi)停機(jī)運(yùn)行，某國外品牌逆變器在0.163s時間內(nèi)停機(jī)運(yùn)行。當(dāng)各品牌光伏并網(wǎng)逆變器同時并網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行防孤島實(shí)驗(yàn)時，光伏電站在29.5s時間內(nèi)停機(jī)運(yùn)行。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷出受測系統(tǒng)多臺不多品牌光伏逆變器同時并網(wǎng)運(yùn)行對光伏電站的防孤島保護(hù)效應(yīng)會產(chǎn)生影響。

電能質(zhì)量測試點(diǎn)應(yīng)設(shè)在光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)和公共連接點(diǎn)處，主要校核被測光伏電站實(shí)際投入電網(wǎng)的容量，具體測量測試點(diǎn)的各項(xiàng)電能質(zhì)量，參數(shù)測量滿一天。

光伏電站現(xiàn)場檢測平臺除對光伏電站并網(wǎng)性能開展檢測之外，光伏電站檢測平臺還具備對光伏電站本體開展檢測，主要對光伏電站的系統(tǒng)文件、AC和DC系統(tǒng)、觸電和接地保護(hù)、光伏陣列一致性、光伏電站絕緣性能等項(xiàng)目開展檢測。能夠?yàn)榘▏摇敖鹛柺痉豆こ獭痹趦?nèi)的所有光伏發(fā)電項(xiàng)目提供驗(yàn)收測試。

三、結(jié)束語

光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用對電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的能力提出了很高要求。也帶來了電網(wǎng)電能質(zhì)量、孤島式運(yùn)行等多方面的電網(wǎng)運(yùn)行方面的技術(shù)問題。

通過光伏電站的現(xiàn)場檢測技術(shù)，能夠有效地對光伏系統(tǒng)各方面電氣運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測，對系統(tǒng)設(shè)備的各項(xiàng)氣象、電氣參數(shù)的配置進(jìn)行有效地分析。從而使進(jìn)行光伏電站的現(xiàn)場檢測能夠有效地提高系統(tǒng)抗電氣擾動的能力，有效的提升電網(wǎng)的電能質(zhì)量，保持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。