光伏电站接入电网技术分析

2024.03.28

王渊源+黄磊

摘要：当前环境污染问题和能源危机问题已经成为各大产业发展的绊脚石，新能源产业在这个时期取得了发展优势，新能源产业中太阳能具有可再生、分布广、无污染等特点，受到了广泛的关注。其中的光伏电站已经取得了迅速的发展，是一种环境友好、能有效缓解当前电力系统用电压力且能提供可靠性的电力资源。本文针对光伏电站接入电网技术和特性进行了研究，通过不同角度对光伏电站接入网技术进行分析，简述了光伏电站电能质量和技术要求。

关键词：光伏电站；接入电网；特性；技术分析

0 引言

光伏电站自在我国应用以来取得了较快的发展，从环保和低碳经济的眼光来看，光伏发电是重要的新能源，光伏电站的接入网技术在电能质量、安全保护和通信系统方面都有着相关的技术规定。实现光伏电站的规模与用电负荷、电网规划、电网运行的协调，才能使光伏电站具备可调控性，才能满足电网灵活调度运行的需求。电力企业应重视对光伏电站接入电网技术的分析研究，补充技术缺陷，提高电网企业电网智能化和储能水平。

1 光伏发电接入电网技术

（1）光伏电站的运行特点

光伏电站主要依靠阳光照射产生直流电，通过逆变装置转变成为交流电，逆变装置除了完成电性之间的转换外，还具有一定的保护功能和最大功率的跟踪能力，是光伏电站的重要设备。优良逆变器的选择关系到光伏电站提供电能的质量，为了减少谐波可能对电网造成的污染，国家电网规定逆变器输出的正弦波电流所含的直流分量和高次谐波必须低于规定标准。

（2）光伏电站的分类、接入电网方式和原则

我国光伏电站的分类是根据接入电网的电压等级进行的，通产分为大型光伏电站、中型光伏电站和小型光伏电站。通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站称为大型光伏电站；通过10～35kV电压等级接入电网的是中型光伏电站；而小型光伏电站则是指通过 380kV 电压等级接入电网的光伏电站。

其中大型光伏电站是以专线接入电力系统的变电站，进入公用电网，电压等级一般在66kv以上；中型光伏电站接入公用电网方式为T 接方式，其容量一般不高于电网线路最大输送量的30%；小型光伏电站的容量更小，一般不高于上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，可直接接入380V配电电网。并网光伏电站的输出功率受辐照度、温度变化的影响时，会造成含光伏电站接入电网后配电网电压经常性波动。

（3）光伏电站电能质量和相关技术要求

光伏电站电能质量的主要参考指标主要有电压偏差、电压波动和闪变、电压不平衡度，尤其是在高次谐波和直流分量方面更是应当予以重视，在国家电网这些方面都有相关规定和标准。

光伏电站在技术要求主要包括以下几点：①光伏电站应具有有功功率调节能力和无功功率和电压控制的能力；②大中型光伏电站应具备一定的低电压穿越能力；③在并网点内侧设置可操作、灵敏度高的保护装置，强化过电流保护、逆功率保护功能等；④此类室外发电设备必须具有符合规定的防雷接地装置；⑤通过设置通信信号装置建立光伏电站与电力调度部门间的联系。

2 光伏电站接入电网难点综述

并网逆变器是光伏电站的重要设备，光伏电站接入电网的关键技术都与并网逆变器有着密不可分的联系，主要包括并网逆变控制技术、光伏方阵的最大功率点跟踪技术以及孤岛检测技术等。要实现对光伏电站接入电网的准确模拟和深入仿真研究，就必须对逆变器的结构和功能进行深入了解，进一步掌握和实现接入电网关键技术，同时为光伏电站实际运行时的动态响应特性分析提供基础。

由于辐照度、温度变化等对并网光伏电站的输出功率都会造成一定影响，会造成接入电网后配电网的电压不稳定。光伏电站接入电网可实现对配电网的无功补偿，可以保障配电网的稳定性，相应的降低电压无功调节装置在配电网中的动作的频繁性。

逆变控制策略时光伏电站关键技术的研究重点之一，关系到光伏电站接入电网稳定性和电能质量。对光伏电站逆变控制策略的研究要结合现代现金的控制理论以及其先进的算法体系，通过对接入电网运行中的相关参数分析，确定合适的控制策略。

发展光伏发电是国家能源发展战略，电力部门应将光伏电站接入电网纳入日常的工作议程，同时建立电网企业考核制度，使电力部门能积极主动地吸纳光伏电站，从而进一步完善光伏发电的并网技术，提高电网智能化和储能水平。

3 结语

光伏发电在我国已经成为一种很重要的可再生能源的利用形式，为了使电网有效地接纳光伏发电，光伏发电和光伏发电接入电网技术研究的开展显得尤为重要，电力系统及相关部门应认识到应用可再生能源是国家发展低碳经济、改善环境、节能减排、优化能源结构和可持续发展的战略选择，重视光伏发电并网技术开发，提高电网稳定性。

参考文献：

[1]许晓艳.并网光伏电站模型及其运行特性研究[D].中国电力科学研究院硕士论文，2009.

[2]GB/T 19939—2005.光伏系统并网技术要求[S].北京：中国标准出版社，2005.

[3]隋岗，韩篙.浅析光伏并网发电系统研究中的关键问题[J].山东电力技术.2009，3：19-21，30.