最近在跟别人讨论一些问题,如:
问1:某些企业投资分布式光伏项目后,因功率因素过低,没有挣钱反而被电网公司罚钱!
答:逆变器具备无功补偿功能即可
问2:农村电网太差,负荷低时经常电压过高怎么办?
答:逆变器具备高电压穿越功能即可
问3:农村电网太差,有时瞬间接触不良造成0电压怎么办?
答:逆变器具备零电压穿越功能即可
问4:嘉兴电网的分布式光伏项目的穿透率都达到了70%,这种水平下如何减少对电网的扰动
答:要求逆变器具备力具有虚拟同步的功能。
......
讨论来讨论去,发现这些问题的解决,最终落脚点都在逆变器身上!
逆变器真是光伏电站的心脏,逆变器的性能,直接决定了光伏项目的电网友好性!当光伏项目的占比越来越高时,全社会都会对光伏电站,或者说对光伏逆变器,提出了更好的要求!
本文写成于2016年初,介绍了如何通过提升逆变器性能,从而提高光伏项目的电网友好性。最近几天,每每遇到问题时便会想起此文,由衷佩服作者的先见性!
逆变器一端连着光伏系统,一端连着电网,是连接光伏电站和电网的桥梁,对提高光伏电力的电网友好性,起着最关键的作用,没有之一。
然而,逆变器前端的光伏系统,对电网表现非常不友好。
1光伏发电并网系统的特点
1、间歇性、随机性、周期性
2、通过电力电子设备并网,无旋转部件,无惯性
3、集中式与分布式共同发展
2作为桥梁的逆变器,需要实现的目标
从而使光伏系统更好的融入多能源互联系统,如下图。
(上图来源于:信达证券)
要实现上述目标,一个具有电网友好性的优秀逆变器,应该有哪些优秀的性能呢?
更灵活快速的调度响应能力
1低电压和零电压穿越功能
低电压穿越2s,零电压穿越150ms
2有功、无功功率动态调节功能
有功、无功功率动态调节功能(Pf,Qt,Q(p),Q(u))
3高电压穿越功能
1.2pu ≤UT≤1.3pu,应至少持续运行0.5s
4无功动态响应
电流谐波 无功动态响应小于30ms
5稳定的故障穿越能力
- 单个设备或单个发电单元通过低电压穿越并不代表整个电站可以满足要求
- 设备数量越多,相互之间协调越困难,系统风险越大
6低谐波
多台逆变器并联后的谐振现象,特别是弱网区域,风险增大
7智能调度接口,满足AGC,AVC调度要求
8充分挖掘利用SVG功能
- 满足电网30ms快速无功调度响应要求,具备替代SVG的能力
- 逆变器功率因数-0.9-+0.9之间连续可调,输出500KW有功时可同时发242kVar无功
无功从感性200kVar→0,响应时间23.9ms
无功从容性221kVar→0,响应时间26.6ms
- 逆变器可根据电网电压,按照Q-U曲线发无功
- “自动电压-无功控制模式”与“调度模式”可选
1应有无功控制解决方案,不需要额外的SVG设备
1)没有“无功控制解决方案”时的表现
- 分布式光伏系统并网后导致产权分界点功率因数下降
典型一次接线图
产权分界点处有功波动较为明显
系统没有无功控制时月度功率因数为0.509
2)拥有“无功控制解决方案”时的表现
典型一次接线图
系统增加自动功率因数控制后月度功率因数为0.972
2自动有功、无功控制,支撑电网
光伏扶贫项目、农网环境很差,给并网带来了挑战。农村地区电网相对较弱,光伏并网后,可能会出现三相不平衡,电网波动剧烈等异常情况
处于电网末端,电网电压波动剧烈
电网电压三相不平衡,国标GB/T 15543限值要求2%
自动有功控制(P(f))
自动无功控制(Q(u)),多种方式可选
3继电保护配置
在线路发生故障后,继电保护以及重合闸的动作行为都会受到光伏发电系统的影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著。导致本线路保护的灵敏度降低及拒动、误动等故障;
分布式接入配电网时继电保护如何配置存在困惑,需要综合考虑设置逆变器、接入系统以及原有配电中的继电保护,平衡安全性和经济性指标。
4提高电能质量功能
电能质量
5孤岛保护功能
6响应调度功能
7一站式解决分布式并网难题
削峰填谷”,减少限发
抑制波动,改善并网特性