分布式光伏電站智能并網技術研究

代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自動化技術有限公司

分布式光伏電站智能并網技術研究

代克金，周程波，李俊炳

深圳市拓邦自動化技術有限公司

1.技術背景和意義

電能是各行各業的血液，是人類生活最重要的助手；電力網絡已經遍及人類活動的各個角落，變得越來越龐大，電網發生故障或電能質量波動，會給人類的生產和生活帶來重大的影響和巨大損失。因此如何實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全，是擺在各國政府面前的一個復雜而重要的課題。

隨著科學技術的不斷進步，各種先進的傳感和測量技術、設備技術、控制方法以及決策支持系統技術不斷涌現，要求通過電網實現智能化、自動化，來解決上述電網面臨的問題和課題，已經變得十分現實，并且得到各國政府大力支持和倡導，這正在不斷催生和拓展著“智能電網”相關的產業。

分布式太陽能光伏發電是利用太陽能的一種非常好方式，得到國家鼓勵和推廣。“分布式光伏電站”將會在的大量的建筑物屋頂、大量的工業園區、生活小區、農作物大棚屋頂、養殖大棚屋頂等涌現。這將是用太陽能能源取代傳統石化能源的一次革命。但是大量涌現的分布是式光伏電站，在并入電力網以后，將對原有的電網產生巨大影響，使其面臨著巨大的管理和技術問題，包括電網污染、質量下降、發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實現“智能化”。

2.技術的先進性

本技術涉及的分布式光伏電站智能并網技術屬于智能電網的范疇，在全球范圍內都是剛起步的新生事物。有些技術還屬于前無古人的創新應用。

技術廣泛應用于分布式太陽能光伏電站的公用電網并網，能使分布式光伏電站的發電高效、安全、可靠；能使公用電網更加安全可靠。

3.主要研究內容

分布式光伏電站并入公用電網智能化管理，使其成為電網安全、經濟和可靠的分布式電源，成為電網的智能節點，并確保分布式光伏電站大規模地接入智能電網。具有并網交流電測量、逆變器測量采集、氣象、環境數據獲取，電網調度中心數據交換，發電負荷控制、負荷預測、計劃發電管理、電能質量監控、發電損耗補償等功能，提供并網點測量裝置、逆變器采集器、環境監測儀、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、壁掛式并網柜和落地式并網柜等產品。

4.工藝原理

本課題研究內容主要是分布式光伏電站并網智能化技術，包括發電負載智能控制技術、智能防逆流技術、計劃發電管理、發電負載預測、發電損耗監控、發電質量監測與報警。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的成套控制設備。這個并網技術還要實現與電網調度管理機構控制系統的連網與數據交換；實現與氣象預報中心服務系統的連網獲得氣象預報數據；實現與各種逆變器的通信獲得與調節功率。這個并網技術還需要實時測量并網關口點功率與方向等。這個并網技術還包括環境監測，其參數用于發電分析與負荷預測。

5.技術特點

（1）發電負載智能控制，按給定的上網發電負載目標值，精確調節光伏逆變器發電出力，保證整體的發電效率最高。能有效控制有多個并網點、多條配電母線、多臺光伏逆變器組成的復雜分布式光伏電站向電網發電目標；

（2）智能并網防逆流控制，這是上述發電負載智能控制，在上網發電負載目標值設定在0的特定控制，也就是分布式光伏電站處于完全的自發自用模式的發電控制技術；

（3）計劃發電管理，能與各類發電調度管理機構系統實現連網，能實現實時發電計劃、分時發電計劃、日計劃、周計劃、月計劃、節假日計劃、動態計劃、比例計劃；

（4）發電上網預測，結合環境監測、氣象預報數據、逆變器特性、光伏組件特性來進行短期預測；

（5）發電損耗監控，對并網點及各個逆變器的有功、無功進行實時測量，及時調節逆變器的無功，來改善功率因數；

（6）發電質量監視及告警；對并網點、各個逆變器的交流電量，實現諧波污染的監視、分析，并對嚴重污染產生警報；

（7）與各類逆變器的數據通信，中央控制單元能與各種逆變器實現互動，組態工具并網設備和功能參數配置和管理。