火电厂分布式光伏接入厂用电系统电气设计

火电厂分布式光伏接入厂用电系统电气设计

丁懿

华电湖北发电有限公司电力工程分公司 湖北 黄石 435000

摘要：清洁能源转型成为企业社会责任的核心战略,为深入贯彻、落实“碳达峰、碳中和”目标愿景,推进能源生产和消费革命,积极探索光伏发电自发自用的发展模式、储能和可再生能源融合发展模式,可以利用厂区屋顶和绿化空地建设分布式光伏发电项目以提高土地利用率并降低项目投资,实现生态效益、经济效益和社会效益的统一。基于此，对火电厂分布式光伏接入厂用电系统电气设计进行研究，以供参考。

关键词：光照资源;分布式光伏;调节响应

引言

近年来，为了减少发电作业需要耗费的能源，电力单位开始运用新能源发电方式。光伏发电作为一种新型发电技术，不仅能够满足广大人民群众的用电需求，还能够进一步提升供电效率。然而，分布式光伏在接入电网时易产生各种状况，使电网无法正常运行。因此，电力行业应跟紧时代发展的脚步，创设更加科学合理的管控策略，从全方面、多角度减少分布式光伏接入的负面影响，实现电力行业可持续发展。

1分布式光伏电源模型

分布式光伏电源可分为低压分布式光伏与中压分布式光伏。低压分布式光伏大多数为屋顶小型电源，主要由光伏组件、汇流箱、光伏并网逆变器及低压智能双向计量装置组成，一般当上网电价小于售电电价时，自发自用的比率越高，产生的经济效益越大。中压分布式光伏在容量、数量上明显区别于低压分布式光伏，可看作是多个光伏逆变器并联再由升压变压器统一将电能输入网架。分布式光伏电源并网类型主要有逆流型、非逆流型和切换型三种，配网中常见的逆流型分布式光伏电源。在两相旋转dq坐标系下，将旋转的三相交流量变成直流分量，以此为基础，采用常规的恒有功无功控制方式（PQ控制）对逆变器的电流指令进行调节，锁相环（PLL）实时追踪电网的相角，内环电流控制环节实时追踪并网电流跟踪控制，电压外环实时追踪直流侧电容电压并将其反馈至控制器，输出电压和电流再经滤波元件并网，既确保产生的电能质量符合要求，又保证输出的有功功率和无功功率能够稳定在给定参考值的附近，其中无功的参考值指令为0，正常运行在单位功率下不向电网提供无功功率。

2分布式光伏发展现状分析

分布式导光板是一种将光转换为电能的发电系统，用于光伏、变压器等许多设备。发电时，分布式光利用太阳能，不产生污染，从而实现更高的环境性能。能源密集度较高的分布式光束，主要用于工业园区、数万亿瓦的城市地区以及偏远地区、岛屿等的小面积数TB的空间，提供了广阔的前景和发展前景。分布式光束体积在配电系统中的使用基于电源、配电和网络利用率的“三重逼近”原则，大大降低了输电过程中的电力损耗，提高了配电系统电源的稳定性和可靠性。容量相同的分布式照明体积比大型照明设备提供更高的性能。与此同时，电信造成的能量损失也在减少，从而使太阳能的有效利用成为可能。分布式光合作用体积还可提供空间小、噪音小、设计简单、尖峰用量等优势，以更好地满足企业的高功耗需求。由于这些优点，各个国家/地区都关注分布式光体积。例如，在我国，2017年，分布式温室气体的传播有所增加，到2017年11月增加了17.23 GW，是去年的3.7倍。

3配电网总体设计方案

通过TCP/IPZ总线进行供能和数据调度，由上层软件程序进行指令传达，下层设备进行接受指令并执行，上下两层通过以太网交换机综合分配和整理。其中上层指令传达层由UPS电源负责维持系统软件能量消耗，通过CPS时钟设计延时时间，利用检测机和监控机对运行状态进行把控，通过打印机打印报表记录系统运行数据，然后输入到Internet云端网络中，最后进行整体调度规划。下层设备层主要由人机界面、通信服务器和通信网关负责设备运行，人机界面装有微机保护装置和温湿控制器，负责对配电网环境进行把控；通信服务包括信息显示、仪表抄录，职能是记录设备状态；通信网关主要负责电路的保护，由智能断路器、遥控单元和直流屏组成。

4集中监控系统、计量系统等设计

4.1集中监控系统设计

6MW分布式光伏项目设置集中监控系统,由监控系统对分布式光伏系统的箱式变压器、组串式逆变器、光伏组件运行情况进行监视和控制。就地通过数采器、逆变器、箱式变压器测控,组建光纤环网通信,最后经环网交换机和监控系统通信,由监控系统实现光伏组件运行情况、逆变器/箱式变压器的控制和状态显示功能。分布式光伏电源接入点开关柜测量、控制由厂内原有DCS系统实现。

4.2AVC无功控制系统

上位机接收中调（或当地）下发的母线电压控制目标，判断指令的合理性，结合风电场风电机组、光伏电站逆变器、无功补偿装置、升压站的实时运行工况，在充分考虑各种约束条件并经过分析计算后，计算出调节至此电压目标所需无功功率，并按合理的控制模式、分配方式、调节速度与调节范围将无功目标分配给风机监控服务器、光伏逆变器组和无功补偿装置，控制风机服务器、光伏逆变器组和无功补偿装置对无功输出进行动态的连续调节，从而达到调节母线电压的目的，并将实测数据反馈到调度主站。

4.3计量系统

6MW分布式光伏项目为自发自用,需将分布式光伏发电量上传至电网公司,同时考虑到厂内考核计量的需用,在4个公用6kV分布式光伏电源接入点开关柜处配置0.2级电能表,采集正向有功、反向有功、正向无功、反向无功等数据。电能表具备两路通信接口:一路数据直采后经电能量远方终端通过无线方式送至电网公司;另一路数据经直采后经电能量远方终端通过光纤通信送至厂内原有计量主站,并对原有计量主站进行升级扩容。

5分布式光伏接入的配电系统优化措施

可视化仿真平台设置主要用于验证分布式光v输入配电系统的科学有效性。模拟分布式v形输入配电系统的显示和调整:(1)在配电系统中输入已知数据，模拟分布式v形输入配电系统的拓扑图。拓扑图表显示有关系统在达到稳定性时的流量、节点电压、馈送线路输出功率等信息。(2)分析初始系统状态、电力线寻址、配电系统和电网最佳位置和容量的明确信息，以及寻址状态的动态表示。(3)仿真系统根据分布式辐射配电系统的接触方式记录了节点电压和输出功率的变化，并在考虑到系统节点电压限制的情况下，实现了平衡所有分布式辐射配电系统功率容量的目的。

结束语

分布式光伏符合当今经济发展的新状态，既节能，又减少煤炭资源的使用，同时又避免了污染环境，产生噪音等。然而，当大量光伏并入配电网时，谐波失真和电压不稳定等一系列问题会影响电网质量。需要深入研究光伏对配电网的影响，解决具体问题，确保配电网安全、正常、高效运行。

参考文献

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