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摘要：本文對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)進(jìn)行研究，介紹了該技術(shù)的地位和作用。根據(jù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)和其接入方式，詳細(xì)討論了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的主要方法。通過分析分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，以及與某配電網(wǎng)350kWp屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析對(duì)比，證明了本文檢測(cè)方案的優(yōu)勢(shì)，為今后的相關(guān)工作提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；分布式；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

引言

21世紀(jì)以來，政府提出生態(tài)文明建設(shè)，社會(huì)對(duì)新能源的關(guān)注越來越大，我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在政府的政策支持下得到了快速發(fā)展。不斷頒布的優(yōu)惠政策，使得分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。由于光伏發(fā)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn)，怎樣穩(wěn)定地與電網(wǎng)相連接的問題已變得越來越重要。為了保障電力供應(yīng)可以持續(xù)正常地運(yùn)行，因此需要認(rèn)真地檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)性能。現(xiàn)在，國內(nèi)電力行業(yè)中分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)方面的檢測(cè)研究仍存在很大不足。本文重點(diǎn)分析了分布式光伏系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，致力于填補(bǔ)國內(nèi)電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)。并采用全面的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，詳細(xì)地分析所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，為發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了借鑒和參考。另一方面，也針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)提出了相關(guān)措施，以推動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，為我國光伏發(fā)電的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)內(nèi)容

嚴(yán)格執(zhí)行國家的規(guī)范要求，并且綜合考慮配電網(wǎng)和光伏發(fā)電的特征，同時(shí)還對(duì)連接到配電網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成的影響做出考慮，經(jīng)過全面探討后，確定了如下的主要測(cè)試內(nèi)容：①衡量電能的質(zhì)量主要包括：諧波、電壓和頻率偏差、電壓波動(dòng)和閃變?nèi)嚯妷翰黄胶舛取⒅绷鞣至康葯z測(cè)指標(biāo)。重點(diǎn)測(cè)試在正常工作狀態(tài)下發(fā)電系統(tǒng)的整體性能。②功率特性重點(diǎn)包含：光伏電站的輻照度、氣溫、輸出功率等測(cè)試內(nèi)容，測(cè)試發(fā)電系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換性能和輸出功率特性等。重點(diǎn)考評(píng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率與輻照度和溫度之間的關(guān)系。③異常電壓/頻率響應(yīng)重點(diǎn)含有：欠壓/頻率，過壓/頻率切換時(shí)間檢測(cè)。通常會(huì)測(cè)試發(fā)電系統(tǒng)瞬態(tài)的系統(tǒng)性能。④防孤島保護(hù)主要包括：主動(dòng)防孤島保護(hù)和被動(dòng)防孤島保護(hù)性能測(cè)試。主要檢測(cè)存在孤島時(shí)的發(fā)電系統(tǒng)保護(hù)性能。

2測(cè)試原理和測(cè)試平臺(tái)

接入配電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣原理如圖1所示。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)行的狀態(tài)下，兩個(gè)開關(guān)都置于打開狀態(tài)。所以，光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)同時(shí)能夠進(jìn)行電力輸送。如果電源出現(xiàn)了某些問題而發(fā)生供電故障問題，開關(guān)S1處于斷開狀態(tài)，而開關(guān)S2處于閉合狀態(tài)，并且該兩個(gè)負(fù)載會(huì)與光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合從而形成孤島。由光伏發(fā)電系統(tǒng)輸送到輸電線中的電能質(zhì)量必須符合國家的相關(guān)要求。此外，光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有效地應(yīng)對(duì)電網(wǎng)可能造成的電路故障、電流干擾、電網(wǎng)故障等一系列情況。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)其影響通常有以下幾方面：電能輸送到局部負(fù)荷并被迅速消耗，用戶設(shè)備的正常、完全依賴于電能的質(zhì)量好壞；非常容易形成孤島的狀態(tài)；頻率變化會(huì)較大程度上對(duì)用戶用電產(chǎn)生故障。由于受到線路內(nèi)部各種因素的影響，所以使得電力系統(tǒng)的電壓和頻率都受到了不同程度的影響，而產(chǎn)生一些不利影響。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)點(diǎn)可以設(shè)置為測(cè)試點(diǎn)，如圖1所示，以審核所測(cè)量的光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體性能。并參照測(cè)試內(nèi)容獨(dú)立研發(fā)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試內(nèi)容，根據(jù)具體情況制定現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。干擾發(fā)生器采用改變發(fā)電系統(tǒng)的側(cè)電壓和頻率來模擬欠壓、過壓、欠頻和過頻的狀態(tài)。防孤島檢測(cè)裝置通過三相獨(dú)立可調(diào)的并聯(lián)線路模擬本地負(fù)載。在光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)之間進(jìn)行平臺(tái)的并連接。同時(shí)為了提高擾動(dòng)裝置的電壓和頻率變化的準(zhǔn)確性和高效性，擾動(dòng)裝置將傳統(tǒng)的開環(huán)控制模式更換為閉環(huán)控制模式和智能控制模式。簡單的開環(huán)控制將造成電壓和頻率在動(dòng)態(tài)負(fù)載狀況下，得不到精確的控制。因此，通過結(jié)合智能控制模式來測(cè)試負(fù)載電流，并實(shí)現(xiàn)頻率控制點(diǎn)和電壓的預(yù)測(cè)以實(shí)現(xiàn)控制效果。

3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析

本文針對(duì)容量為400kW，接入電壓為450V的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果做出討論分析。這類型光伏發(fā)電系統(tǒng)具有三個(gè)并網(wǎng)單元，即兩個(gè)100kW并網(wǎng)單元和一個(gè)200kW并網(wǎng)單元。而100kW并網(wǎng)機(jī)組由一臺(tái)100kW逆變器組成，200kW并網(wǎng)機(jī)組由一臺(tái)100kW逆變器和兩臺(tái)50kW并聯(lián)逆變器共同組成。

3.1電壓/頻率異響性能檢測(cè)

以200kW并網(wǎng)機(jī)組的電壓擾動(dòng)試驗(yàn)為例對(duì)電壓/頻率異響性能做出分析。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可以得出結(jié)論：兩臺(tái)逆變器的性能不相同，兩臺(tái)逆變器的工作時(shí)間都有順序進(jìn)行。通過分析可以發(fā)現(xiàn)這是由于不同控制程序在逆變器的作用不同所導(dǎo)致的。當(dāng)并聯(lián)使用不同類型的逆變器時(shí)，建議應(yīng)注意電站的設(shè)計(jì)過程，以保證不改變其相應(yīng)的整體性能。

3.2防孤島保護(hù)性能檢測(cè)

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，能夠得到：隨著功率因數(shù)的變化，防孤島保護(hù)性能也體現(xiàn)出變化趨勢(shì)。當(dāng)功率因數(shù)為1時(shí)，在電網(wǎng)斷電后，孤島的存在并沒有被逆變器檢測(cè)到，并且逆變器仍然正常工作，證明在功率因數(shù)為1時(shí)，孤島狀態(tài)存在一個(gè)盲點(diǎn)，因而不能被逆變器所檢測(cè)到。在功率因數(shù)為0.94的情況下，100kW逆變器將首先打開開關(guān)，而200kW逆變器將在一段時(shí)間后才打開開關(guān)。當(dāng)功率因素為0.17時(shí)，設(shè)備的兩個(gè)逆變器都將停止工作。這種特殊的現(xiàn)象體現(xiàn)出逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的防孤島保護(hù)特性。并且存在兩個(gè)特性：①當(dāng)逆變器能夠單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，逆變器的防孤島性能較好，能夠符合運(yùn)行要求。如果兩個(gè)逆變器并聯(lián)運(yùn)行，則會(huì)因?yàn)槟孀兤髦g產(chǎn)生相互干擾，而造成防孤島保護(hù)性能大大降低。所以說逆變器的并聯(lián)運(yùn)行會(huì)顯著地影響防孤島保護(hù)性能的好壞。②當(dāng)電網(wǎng)斷電后，如果其中一個(gè)逆變器能夠檢測(cè)到孤島存在，并且將開關(guān)打開，則電站的輸出功率與負(fù)載功率不相符。而另一臺(tái)逆變器將檢測(cè)孤島的存在并斷開開關(guān)。逆變器的并聯(lián)運(yùn)行能夠加強(qiáng)孤島檢測(cè)準(zhǔn)確性，有效保障了防孤島保護(hù)性能。

3.3電能質(zhì)量

依照搜集到的并網(wǎng)單元的電能質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，能夠了解到：系統(tǒng)的最低輸入電壓應(yīng)高于450V，并且要大于逆變器的額定工作電壓350V，所有并網(wǎng)點(diǎn)的功率因數(shù)、電壓、頻率和三相電壓等不平衡度均可以滿足電網(wǎng)要求標(biāo)準(zhǔn)。交流電流的分量大約為1%，并網(wǎng)點(diǎn)的各種諧波都能夠滿足規(guī)定。

4結(jié)語

綜上所述，本文針對(duì)分布式光伏系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，全面地分析了所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出如下的幾點(diǎn)意見和問題：①經(jīng)過系統(tǒng)的介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，檢驗(yàn)了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用的適用性和可靠性，同時(shí)在操作過程中還發(fā)現(xiàn)了一些電網(wǎng)中的問題，佐證了檢測(cè)的作用和關(guān)鍵作用，實(shí)現(xiàn)了本文的目的，并能夠?yàn)榻窈箅娋W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供數(shù)據(jù)參考和借鑒。②現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)可以使光伏發(fā)電系統(tǒng)的完善和制定更加科學(xué)合理，如果在測(cè)試中出現(xiàn)光伏陣列的輸出功率大于了系統(tǒng)的額定功率，因此要滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功率需求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行光伏模塊的正偏差分析，從而保障光伏逆變器的正常運(yùn)行。③測(cè)量點(diǎn)的電壓和頻率異響性能和防孤島保護(hù)性能在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中的結(jié)果不太能令人滿意，然而通過實(shí)驗(yàn)室的重新檢測(cè)，其已能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。因此證實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試不可以盲目信任，也不能忽視實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的作用，這反映了需要將實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)合的重要性。

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作者：周可 單位：廣東華矩檢測(cè)技術(shù)有限公司