張青峰 李東風(fēng)

（濟(jì)源供電公司，河南 濟(jì)源 454650）

0 前言

當(dāng)煤炭、石油等不可再生能源逐漸消耗，能源問題日益成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，太陽(yáng)能作為一種可再生的能源，越來(lái)越引起人們的關(guān)注，尤其是可再生能源法正式頒布和環(huán)保政策出臺(tái)，顯示了國(guó)家對(duì)再生能源的關(guān)注。2013年國(guó)家能源局印發(fā)了《光伏電站項(xiàng)目管理辦法》（國(guó)能新能[2013]329號(hào)），國(guó)家電網(wǎng)公司也相繼出臺(tái)了《國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)分布式電源并網(wǎng)相關(guān)意見和規(guī)范的通知》（國(guó)家電網(wǎng)辦[2013]333號(hào)）和《國(guó)家電公司關(guān)于印發(fā)分布式電源接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)的通知》（國(guó)家家電網(wǎng)發(fā)展[2013]625號(hào)），支持光伏等分布式電源接入電網(wǎng)。濟(jì)源供電公司區(qū)內(nèi)所有的光伏用戶接入方案基本參照光伏典型設(shè)計(jì)進(jìn)行編制，但由于典型設(shè)計(jì)中計(jì)量部分深度不足，極易造成光伏升壓變空載損耗由供電公司承擔(dān)，引起不必要的經(jīng)濟(jì)損失，因此下面以實(shí)例介紹供電公司如何規(guī)避光伏升壓站的空載損耗計(jì)入電網(wǎng)公司。

1 太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是由太陽(yáng)能電池光伏板、控制器、逆變器、升壓站、后臺(tái)機(jī)、匯集站等組成。太陽(yáng)有光伏板是利用光伏效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的元件；太陽(yáng)能電池采用電壓值和電流值標(biāo)定。光伏系統(tǒng)采用串并聯(lián)以獲得所需電壓和電流值。逆變器主要功能是將太陽(yáng)能電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)化為用戶所需的交流電。逆變器還具有自動(dòng)調(diào)壓或手動(dòng)調(diào)壓功能，用以改善光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。后臺(tái)機(jī)能夠顯示當(dāng)前光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，監(jiān)視運(yùn)行電壓及電流及光伏相關(guān)設(shè)備的開合狀態(tài)，并通過(guò)通信設(shè)備，將光伏電站的相應(yīng)信息傳送到電網(wǎng)公司調(diào)度自動(dòng)化主站進(jìn)行顯示，為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員提供上網(wǎng)發(fā)電功率大小。

2 濟(jì)源貝迪空調(diào)6MW光伏并網(wǎng)

鄭州尚陽(yáng)科技有限公司負(fù)責(zé)承擔(dān)濟(jì)源貝迪空調(diào)6MW光伏并網(wǎng)項(xiàng)目，該項(xiàng)目經(jīng)河南省發(fā)改委批準(zhǔn)，充分利用濟(jì)源貝迪廠房閑置屋面，面積約為68000平方米，總投資0.7億元，國(guó)家補(bǔ)貼資金3500萬(wàn)元。該光伏電站系統(tǒng)電池組件選用250W多晶硅太陽(yáng)能電池組件，每個(gè)光伏組串按照20塊電池組件串聯(lián)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由1200個(gè)光伏組串組成，共需24000塊，總?cè)萘繛?MWp，整個(gè)系統(tǒng)需配置12臺(tái)500kW并網(wǎng)逆變器,逆變器箱房輸出交流電315V，經(jīng)1000kVA變壓器后升壓至10kV。2臺(tái)500kWp逆變器組成一個(gè)兆瓦逆變器箱房，經(jīng)6臺(tái)升壓箱變1000kVA升壓后輸出交流10kV至匯集站，后并網(wǎng)于公司10kV新科開閉所10千伏母線，電量采用統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷的模式上網(wǎng)。貝迪6MW光伏并網(wǎng)接入系統(tǒng)一次圖如圖1所示。

3 光伏并網(wǎng)的電能損耗分析

3.1 并網(wǎng)點(diǎn)

貝迪光伏6MW并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)在匯集站10kV出線開關(guān)處，公共電網(wǎng)連接點(diǎn)設(shè)在10kV新科開閉所10kV出線開關(guān)柜，從并網(wǎng)點(diǎn)至新科10kV開閉所線路，按照《國(guó)家電網(wǎng)公司分布式電源并網(wǎng)相關(guān)意見和規(guī)范的通知》由供電公司負(fù)責(zé)投資，光伏投資方與濟(jì)源供電公司產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)設(shè)在匯集站10kV出線開關(guān)。在并網(wǎng)點(diǎn)（產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)）處安裝并網(wǎng)電能表，而且必須是同型號(hào)、同規(guī)格、準(zhǔn)確度相同的主副雙向電能表各一套，用于光伏發(fā)電計(jì)費(fèi)補(bǔ)償及與供電公司上網(wǎng)電量的結(jié)算。

圖1 貝迪接入系統(tǒng)一次圖

3.2 升壓站變壓器運(yùn)行狀態(tài)

6臺(tái)升壓站箱房各帶了一個(gè)站用變，該站用變的電壓比315V/400V，用于每個(gè)箱變的檢修、照明、通信、保護(hù)模塊的用電，貝迪光伏并網(wǎng)后，白天陽(yáng)光充足，升壓站箱房的站用電可通過(guò)光伏發(fā)電后直接供給站用變使用，余量上傳至公共電網(wǎng)，由于并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)在匯集站的出線開關(guān)處，白天6臺(tái)升壓站的空載損耗由光伏業(yè)主承擔(dān)；夜晚由于無(wú)光照，太陽(yáng)能電池板無(wú)法送出相應(yīng)的直流電至逆變器。本工程使用的是深圳晶福源電子有限公司的I500KAPWR5型逆變器，逆變器在檢測(cè)直流電壓低至400V時(shí)，通過(guò)自身的低電壓閉鎖功能停止向系統(tǒng)輸出，以避免對(duì)電網(wǎng)的影響，從而停止向電網(wǎng)送電，而升壓站箱房的6臺(tái)1000kVA變壓器，由于并網(wǎng)開關(guān)未斷開，同時(shí)由于夜間箱變檢修、照明、保護(hù)用電負(fù)荷不到kW級(jí)，相當(dāng)于升壓變一直處于空載運(yùn)行狀態(tài)。

3．3 損耗分析

依據(jù)4.1可知，并網(wǎng)點(diǎn)處安裝計(jì)量裝置及相應(yīng)的計(jì)量CT，由于該CT主要是用于上網(wǎng)發(fā)電計(jì)量，按照 《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》（DL/T448-2000）要求，電流互感器額定一次電流確定，應(yīng)保證其在正常運(yùn)行中的實(shí)際負(fù)荷電流達(dá)到額定值的60%左右，最低不應(yīng)低于30%。本工程上網(wǎng)最大負(fù)荷6MW，最大上網(wǎng)電流為330安，而光伏正常發(fā)電約為其容量的一半，實(shí)際正常運(yùn)行負(fù)荷電流約為180安，則電流互感器變比選擇300/5比較合適。

并網(wǎng)點(diǎn)處安裝的電能表為雙向表，白天用于計(jì)量上網(wǎng)電量，晚上用于計(jì)量用戶用電量，其CT變比選擇以上網(wǎng)上負(fù)荷的大小來(lái)定，而由于光伏并網(wǎng)后，晚上光伏電站受日照條件影響逆變器處于停止工作模式，升壓站的升壓變依據(jù)4.2所述，一直處于空載運(yùn)行狀態(tài)。每臺(tái)升壓變的空載損耗為900W，6臺(tái)共計(jì)5.4kW，折合為10kV的最大電流僅為0.3安，僅為電流互感器額定值的千分之一，根本無(wú)法達(dá)到計(jì)量規(guī)程要求，達(dá)到互感器額定值的30%，造成無(wú)法計(jì)量，從而引起供電公司承提該部分的空載損耗，給供電公司造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。

4 解決方法

為減少光伏并網(wǎng)對(duì)供電公司造成的電量損失，采用逆變器的空接點(diǎn)來(lái)控制高壓側(cè)并網(wǎng)開關(guān)，當(dāng)夜間逆變器不工作時(shí)，通過(guò)逆變器的空接點(diǎn)來(lái)跳開高壓側(cè)并網(wǎng)開關(guān)，從而減少公司的電能損少，同時(shí)要求項(xiàng)目方安裝UPS電池，用以解決晚上箱變檢修及照明用電。其工作原理見圖2。

圖2 控制原理

A0為斷路器合閘控制信號(hào)接線點(diǎn)，從斷路器控制回路中引接101正電源與手動(dòng)合閘接點(diǎn)，形成逆變器控制斷路器合閘回路。B0為斷路器分閘控制信號(hào)接線點(diǎn)，從斷路器控制回路引接101正電源與手動(dòng)跳閘接點(diǎn)，形成逆變器控制斷路器跳閘回路。當(dāng)逆變器直流電壓低于400V或逆變器故障時(shí)，B0回路作于斷路器跳閘。當(dāng)逆變器直流電壓高于400V，并滿足并網(wǎng)條件時(shí)，A0回路作用于并網(wǎng)斷路器進(jìn)行合閘。

5 總結(jié)

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司不斷打造堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，要求分布式電源至2020年要高滲透性接入比例達(dá)到15%，分布式光伏由于安全、可靠及投資少受到廣大用戶的青睞，大量光伏將接入公共電網(wǎng)，而通過(guò)本文的闡述，將極大減少光伏并網(wǎng)后對(duì)供電公司的電能損耗，對(duì)光伏用戶接入具有一定的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。

［1］國(guó)家電網(wǎng)公司.關(guān)于印發(fā)分布式電源接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)的通知[Z].

［2］國(guó)家電網(wǎng)公司.關(guān)于印發(fā)分布式電源并網(wǎng)相關(guān)意見和規(guī)范的通知[Z].

［3］電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程[Z].