光伏发电并网关键技术及对策探究陈秦超

光伏发电并网关键技术及对策探究陈秦超

陈秦超赵路新杜良坡

国网河北省电力公司邢台供电分公司河北邢台054001

摘要：光伏发电并入国家大电网是发展的目标。简要介绍了光伏发电，阐述了分布式与集中式并网系统，分析了LVRT（低电压穿越）等关键技术，提出了解决对策。研究表明：光伏并网对公共电网平稳运行的干扰，是当前面临的主要问题，防雷系统安装、配电系统规划、并网干扰控制和调压方式优化是解决上述问题的有效对策。

关键词：光伏发电；并网；微电网技术；雷击

引言

随着社会的发展，电力的需求越来越大，利用能源的方式也多样化，传统的电网结构已不能满足要求，随着太阳能、天然气、风能、储能等利用技术的成熟，为扩展能源利用方式提供了条件。近来发展的分布式能源，微电网即是如此，作为大电网结构的一种补充，在安全，方便，灵活，定制方面有独到之处。

1光伏发电并网技术概述

太阳能资源，具有自身的优势，其在光伏发电并网技术中，减少了发电机的使用量，降低了环境污染，而且在光照较强的地区，可以提前预测出太阳能的状态。太阳能光伏发电并网技术的应用逐渐成熟，同时也推进了此项技术的应用发展。并网技术的未来发展，一来要注重太阳能的利用效率，积极满足用户的各类用电需求，科学的扩大太阳能光伏发电并网的规模，促使光伏发电并网技术，能够高效的利用太阳能，提高电能并网的效率；二来在并网发展中，保护好电能的环境，把控好谐波干扰，同时预防动态干扰，有效监测谐波和干扰，注重并网系统的清洁度，维护并网系统在电网中的可靠性，促进并网技术的优质化发展。

2光伏发电并网技术及对策

2.1主设备

太阳能光伏发电并网的主设备，是实现系统运行的关键。本文以并网逆变器为例，分析主设备在太阳能光伏发电并网技术中的运用。并网逆变器，其为系统的核心，并网逆变器选择时，不能仅仅选择容量大的设备，要结合太阳能光伏发电并网系统的实际情况，保障并网与并网逆变器的匹配性，才能提高并网逆变器的工作效率。在并网逆变器工作时，还要提供直流配电监测，用于维护并网逆变器的安全度，同时并网逆变器连接到太阳能光伏电池组件，而且逆变器能够分散光伏发电并网系统，以独立的形式存在，维护光伏发电并网系统的可靠性。

2.2微电网技术

微电网是由许多分布式储能和分布式发电系统组成，这些系统共同给负载供电，上级网络与微电网之间通过公共节点，例如断路器相连，进行电能的交换，两者互为备用，从上级网络的角度看来，整个微电网是一个整体。微电网中的能源形势是多种多样的，例如可以是风能、光能、微型燃气轮机以及柴油发电机，还可以是冷热电联产、热电联产，也可以直接给用户提供热能和电能。因负荷需求等方面的不同，微电网结构会有些差别，但其基本单元相同，主要有储能装置、微能源、负荷以及管理系统。为了确保微电网独立运行的可靠性和柔性，电网和很多微能源的接口一般都是基于电子电力的标准接口。微电网具体的拓扑结构。微电网是一种有效的主动式配电网，是一种新型的网络结构。

2.3升压系统

光伏发电并网技术，通过太阳能转化的交流电，额定电压是380V，经过升压系统处理后，才能并入到电网内。升压系统是光伏发电并网的重要组成，其在应用的过程中，要配置升压变压器，按照光伏发电并网系统的实际发电量，选择可用的升压变压器，例如：箱型干式变压器，确保升压系统的稳定性［2］。在光伏发电并网技术中，升压变电站，更为两层结构，上层是逆变室，监控逆变器的安全运行，下层是配电室，为升压系统提供电能支持，升压变电站中，科学的配置高、低压进线柜，引入计算机监控系统，实时监督升压变电站的工作情况，升压变电站的监控，与逆变室监测同步，维护太阳能光伏发电并网技术的工作效率。

2.4子系统

太阳能光伏发电并网系统，可以划分成多个子系统，包括光伏模块、直流配电、逆变并网等。逆变并网子，是最重要的子系统，其可把光伏发电并网系统中的三项交流电，接入到升压变电器结构中，促使太阳能并网转化的电能，可以和电网系统相互耦合，扩大太阳能使用的范围。

2.5接地故障电流漏电保护

漏电流可以归结为共模型直流电流效应。漏电流具体存在于光伏并网发电系统中，导致其出现的因素主要概括为光伏阵列与路面之间潜存相对偏大的寄生电容，寄生电容上的共模电压在光伏阵列、寄生电容、路面三者间的连接线路上产生共模型直流电流分量。过高的漏电流不但能导致并网电流畸变、电磁干扰等破坏现象，而且还严重损害维修工人生命健康。海内外技术专家研究发现一种在工程上简单实用实现接地故障电流漏电保护措施，这就是改进三相并网逆变器接线方式以抑制漏电流（直流母线电容分裂时的三相全桥逆变器拓扑结构，上述措施也可以解释为电网侧中点、直流母线电容中点与路面相连接，在这样的运行状态下忽略接地感抗Lg和串联感抗Lon，依靠基尔霍夫电压定律我们可以知道，寄生电容两端的电压被箱位于母线电容下端的电容上的电压，其值为常值，根据现实经验分析可知，此状态下的漏电流Icm为零。故此达到基地故障电流的漏电保护作用。

2.6防雷系统

防雷系统的应用，专门解决太阳能光伏发电并网技术中的雷击问题。并网系统遇到雷击时，破坏面积很大，必须全面落实防雷系统，规范防雷接地，以免并网系统遭遇雷击破坏。例如：变电站等构筑物的屋顶，安装避雷装置，常见的避雷装置有避雷带，采用环形安装的方式，独立设计引下线，促使并网系统中的电气设备，合理接地，而且电气设备要实行外壳接地，特别是变压器，积极提升并网系统防雷的水平，全方位的保护光伏发电并网技术，提高太阳能的应用效率。

结语

由于社会发展导致能源损耗量不断增加，因此人们对于新能源的开发和利用也越发迫切，通过应用太阳能光伏发电技术，对于缓解紧张的电能应用情况具有重要作用，而且随着此项技术的不断发展和成熟，必然能够实现发电系统更加高效和经济的运行，从而为社会发展提供更多的能源资源，满足社会的持续发展需求，并进一步实现对能源资源的节约。

参考文献：

［1］郭佳佳，呼和，郭继旺．太阳能光伏发电并网技术的应用分析［J］．科技风，2016，（02）：88．

［2］陈炯亮．太阳能光伏发电并网技术的应用现状与对策［J］．黑龙江科技信息，2015，（25）：95．

［3］裴春娥．浅谈太阳能光伏发电并网技术的应用［J］．科技创新与应用，2014，（20）：147．