代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自動化技術(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)遍及人類活動的各個角落，變得越來越龐大，電網(wǎng)發(fā)生故障或電能質(zhì)量波動，會給人類的生產(chǎn)和生活帶來重大的影響和巨大損失。因此如何實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全，是擺在各國政府面前的一個復(fù)雜而重要的課題。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各種先進的傳感和測量技術(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)，要求通過電網(wǎng)實現(xiàn)智能化、自動化，來解決上述電網(wǎng)面臨的問題和課題，已經(jīng)變得十分現(xiàn)實，并且得到各國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)。

分布式太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能的一種非常好方式，得到國家鼓勵和推廣?！胺植际焦夥娬尽睂诘拇罅康慕ㄖ镂蓓?、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)問題，包括電網(wǎng)污染、質(zhì)量下降、發(fā)電與負載的不平衡等問題等。這就必須使分布式光伏電站并網(wǎng)實現(xiàn)“智能化”。

2.技術(shù)的先進性

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)還屬于前無古人的創(chuàng)新應(yīng)用。

技術(shù)廣泛應(yīng)用于分布式太陽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.主要研究內(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)濟和可靠的分布式電源，成為電網(wǎng)的智能節(jié)點，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)交流電測量、逆變器測量采集、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)電負荷控制、負荷預(yù)測、計劃發(fā)電管理、電能質(zhì)量監(jiān)控、發(fā)電損耗補償?shù)裙δ?，提供并網(wǎng)點測量裝置、逆變器采集器、環(huán)境監(jiān)測儀、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

本課題研究內(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)電負載智能控制技術(shù)、智能防逆流技術(shù)、計劃發(fā)電管理、發(fā)電負載預(yù)測、發(fā)電損耗監(jiān)控、發(fā)電質(zhì)量監(jiān)測與報警。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。這個并網(wǎng)技術(shù)還要實現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度管理機構(gòu)控制系統(tǒng)的連網(wǎng)與數(shù)據(jù)交換；實現(xiàn)與氣象預(yù)報中心服務(wù)系統(tǒng)的連網(wǎng)獲得氣象預(yù)報數(shù)據(jù)；實現(xiàn)與各種逆變器的通信獲得與調(diào)節(jié)功率。這個并網(wǎng)技術(shù)還需要實時測量并網(wǎng)關(guān)口點功率與方向等。這個并網(wǎng)技術(shù)還包括環(huán)境監(jiān)測，其參數(shù)用于發(fā)電分析與負荷預(yù)測。

5.技術(shù)特點

（1）發(fā)電負載智能控制，按給定的上網(wǎng)發(fā)電負載目標(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。能有效控制有多個并網(wǎng)點、多條配電母線、多臺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)電負載智能控制，在上網(wǎng)發(fā)電負載目標(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）計劃發(fā)電管理，能與各類發(fā)電調(diào)度管理機構(gòu)系統(tǒng)實現(xiàn)連網(wǎng)，能實現(xiàn)實時發(fā)電計劃、分時發(fā)電計劃、日計劃、周計劃、月計劃、節(jié)假日計劃、動態(tài)計劃、比例計劃；

（4）發(fā)電上網(wǎng)預(yù)測，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測、氣象預(yù)報數(shù)據(jù)、逆變器特性、光伏組件特性來進行短期預(yù)測；

（5）發(fā)電損耗監(jiān)控，對并網(wǎng)點及各個逆變器的有功、無功進行實時測量，及時調(diào)節(jié)逆變器的無功，來改善功率因數(shù)；

（6）發(fā)電質(zhì)量監(jiān)視及告警；對并網(wǎng)點、各個逆變器的交流電量，實現(xiàn)諧波污染的監(jiān)視、分析，并對嚴重污染產(chǎn)生警報；

（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現(xiàn)互動，組態(tài)工具并網(wǎng)設(shè)備和功能參數(shù)配置和管理。