分布式光伏电站逆变器关键技术探讨课件

1,2023/10/6,www.Growatt,.com,Growatt,powering tomorrow,*,*,www.Growatt,.com,Growatt,powering tomorrow,单击此处编辑母版标题样式,分布式光伏电站逆变器关键技术探讨课件,分布式光伏电站逆变器关键技术探讨课件,分布式光伏电站并网技术,目录,一、光伏分布式概念和应用特点,二、光伏分布式并网方案和技术点,三、相关案例介绍以及逆变器选型分析,分布式光伏电站并网技术目录一、光伏分布式概念和应用特点,一、分布式光伏,关键词：,从分布式新能源发电的发展规律出发，根据,电网网架结构和电力负荷,特点，因地制宜发展,城市分布式新能源发电,，所发电量主要由,当地用户自用或在本地电网内消纳,。探索适应发布是新能源发电的政策机制，建立,用户侧分布式发电与电网供电,相互竞争的政策和管理机制，提高,分布式发电的市场竞争力。,光伏与分布式的契合点：,1.,太阳能发电本身具有分布式的特点（有阳光的地方就能发电）；,2.,光伏的转换效率低（分布式靠近负荷，大大降低电能在传输线路上的损耗）,一、分布式光伏关键词：光伏与分布式的契合点：,一、分布式光伏应用特点,高度分布式的太阳能在发电项目的使用和管理上有更强的优势,一、分布式光伏应用特点高度分布式的太阳能在发电项目的使用和管,一、分布式光伏应用特点,分布式监控带来的优势,一、分布式光伏应用特点分布式监控带来的优势,二、分布式光伏并网方案,1.,基于,10kV35kV,中压并网的分布式光伏电站,(1MW),设计概图,特点：,a.,运用集中式光伏逆变器,(100kW),，直接并网入中压,管理简单，无需分布式监控,适用于地面电站或特别屋顶电站,(,超大屋顶、靠近变电站、建筑负荷小,),二、分布式光伏并网方案1.基于10kV35kV中压并网,二、分布式光伏并网方案,2.,基于,380V,低压并网的分布式光伏电站,(1MW),设计概图,特点：,a.,运用组串式光伏逆变器,(1 kV to 60 kV,b.,可接受电压变化范围,由发电单元的开关操作导致的最大电压变化不能超过：,且,3,分钟内为,2%,的次数不超过一次。,在同一个电网连接点，一个或多个发电设备同时断开时，电网每一个点的电压变化限值为,c.,长期电压闪烁,在连接点连接一个或多个发电设备的评估，长期电压闪烁强度不能超过以下限值：,Plt0.46,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准,二、分布式光伏并网技术点,BDEW,简介：中压并网标准,d.,谐波和交互谐波：,如果中压电网只有一个连接点，这个连接点的允许的谐波电流由表,table2.4.3-1,中的谐波电流,i,zul,乘此连接点的短路功率确定：,如果多个设备连接到同一个连接点，那么谐波电流由以下确定：,其中,S,A,为设备的视在连接功率，,S,Gesamt,为此连接点的总的可连接的或计划输入功率。,由相同类型的发电单元组成的发电设备，可用,，对于由不同类型的发电单元组成的发电设备，这里只能做一个粗糙的评估。,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准,二、分布式光伏并网技术点,BDEW,简介：中压并网标准,e.,缺峰补偿：,相对缺峰补偿深度,dkom,不超过：,dkom=2.5%,(dkom=,Ukom/c with c=peak value of the agreed service voltage Uc).,f.,集中纹波控制：,不允许产生不可接受的干扰电压，特别是以下情况需要考虑：,-,频率与地方应用的纹波控制频率相符或接近的发电设备产生的烦扰电压不能超过,0.1%Uc.,-,频率为地方应用的纹波控制频率的,100Hz,，不能超过,0.3%Uc,。,g.,重连,只有当电网的电压至少为,95%Uc,频率为,47.5Hz50.05Hz,时，才允许连接或重新连接发电设备。,对于连接功率超过,1MVA,的发电设备，在触发保护断开装置之后，重新连接发电设备与电网时，有功功率增加速率不能超过每分钟,10%P,AV,.,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准,二、分布式光伏并网技术点,BDEW,简介：中压并网标准,h.,低电压穿越：,根据,Transmission Code 2007,，,section 3.3.13.5,，,type-2,发电设备应用以下条件：,注：,U,指三个线对线电压的最低值。,a),在电压跌落到,0%Uc,，时间,150ms,时，发电单元不得离网；,b),蓝线以下不要求一定要连接电网；,c),电压跌落到线,1,以上的值时，不能导致不稳定或离网,d),如果电压跌落到线,1,和线,2,之间，发电单元不得离网，与电网操作者协商，可馈入短路电流。如果发电设备连接要求，可以改变线,2.,如果发电设备能,2s,再同步，允许短时间离网，最后，在再同步后，有功功率必须至少以,10%,额定功率每秒的变化率增加。,.,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准,二、分布式光伏并网技术点,BDEW,简介：中压并网标准,i.,有功功率输出：,发电设备必须能以最大一步减少,10%,额定有功功率的速率减少有功功率，必须能在任何工作条件和任何工作点都能达到电网操作这指定的功率点。目标值一般有步骤或无步骤的预设，与额定有功功率的百分比相对应。到目前为止，目标值,100%/60%/30%/0%,被证明是,有效的。电网操作者不能干扰发电设备的控制，他仅对信号负责。,由设备操作者负责实施功率减小，功率减小必须没有时延，最多在,1min,内达到相应的目标值。减小到,10%,有功功率额定值时，不允许自动离网；低于,10%,时，可以离网。,当频率超过,50.2Hz,时，发电单元必须减小瞬时的有功功率斜率为,40%PM/Hz.,如果频率,50.05Hz,，只要实际频率不超过,50.2Hz,，有功功率可以重新增加,.,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准有效的。电,二、分布式光伏并网技术点,BDEW,简介：中压并网标准,j.,无功功率：,发电设备的无功功率输出符合功率因数至少为,如果偏离值与上述有偏差，用户需参考箭头系统。,对于有功功率输出，由电网操作者在变电站指定固定的无功功率值或通过远程控制指定可调节的值，设置的值为：,a),固定的有功功率因数,cos,或,b),有功功率因数,cos(P),或,c),固定的无功功率,MVar,或,d),无功功率,/,电压特性,Q(U).,如果电网操作者设定了一条特性曲线，那么从曲线得到的任何无功功率都必须自适应获得，如下：,-,对于,cos(P),在,10,秒内获得，,-,对于,Q(U),特性曲线，在,10,秒到,1,分钟之内调节获得。,为了减少在有功功率馈入波动时产生电压跳变，应选择连续图形和有限斜率的特性曲线。,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准对于有功功,二、分布式光伏并网技术点,BDEW,简介：中压并网标准,k.,保护装置：,根据,DIN VDE 0101,，在电气设备中，必须提供短路清除的自动装置。,保护断开装置的设定值假定为保护装置和开关装置的固有反应时间的总和，不能超过,100ms,。且可调。,频率在,47.5Hz51.5Hz,之间时，不允许自动从电网断开，除非电网操作者指定了其它值。如果频率低于,47.5Hz,，或超过,51.5Hz,，发电单元必须立即自动从电网断开。,-,在转换点的初级保护断开装置的推荐设置值,(,上,),-,在电网连接点的保护断开装置的推荐设置值,(,中,),-,在变压器高压或低压边的发电单元的保护断开装置的推荐设置值（下）。,.,二、分布式光伏并网技术点BDEW简介：中压并网标准,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,理论来说，电网系统线路在传输线路长度小于,100km,时，可等效为感性系统。,不考虑线路损耗，有功和无功的传输取决于线路两端的电压幅值和相角。,我们可计算受电端有,计算送点端有,2,1,G2,G1,光伏系统受光照强度等气候条件影响，在阳光较好的情况下，光伏逆变器按照最大有功功率输出，会影响接入点的电网电压。电网电压波动会对电网的运行造成负面影响。,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,功率传输,根据公式，传输有功功率需要无功功率的支撑。如果有功功率增加，在保持电压幅值不变的情况下，必须增大,，那么,减小，增大,从而所需无功功率,增加。,结论：要在恒定电压下输送更多的有功，此时需要支撑的无功也就更多；,如果无功支撑不足，则会引起电压发生变化。,故逆变器须具备无功补偿技术，在检测到逆变器并网点电压变化时，能快速准确的调整无功输出，来抑制逆变器系统对于并网接入点的影响，从而能够较快的调节整个电网的电压不会有太大波动。,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,校正电网母线电压,下左图为三相市电电网及逆变器并网仿真模型，图中红色圆圈处,PCC(Point of Common Coupling),为逆变器并网接入点，电网系统到接入点存在感性阻抗即,(Grid impedance),在,0.5S,左右加入无功补偿控制，仿真波形如下右图。,.,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,校正电网母线电压,逆变器接入点线电压有效值变化及电网电压有效值在,0.5s,放大图（下左）和逆变器输出电流变化波形,(,下右,),从仿真波形看出，如果逆变器只输出有功的情况下，电网接入点电压会被抬升至,386V,左右；运用无功补偿技术,在对,PCC,电位进行无功补偿的基础上，加入控制算法,(,如图中在,0.5S,的波形变化,),，能够将电压在一个市电周期之内（,0.02S,）稳定到市电电压额定值,381V,左右。,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,低电压穿越,运用无功补偿技术，同时能够实现低电压穿越功能。,1.,每半周期侦测一次市电有效值，并结合市电波形侦测，最快在,5ms,内侦测到市电低压状况；,2.,采用,d-q,变换，并动态的分配,Id,和,Iq,，市电正常时，提供,Id,，发生低电压时，迅速转化成提供,Iq,，使逆变不会发生过载，提供虚功的同时保护逆变器；,3.,能够快速的提供满载虚功电流，支撑市电电压,.,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,低电压穿越,实测，满载时，市电电压从,230V,跌落到,180V/120/0V,，逆变器在,1020ms,内作出响应，输出对应的虚功电流，,Bus,电压保持平稳，逆变器输出未出现过载。虚功电流支撑了市电电压，等待电网故障的恢复,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,2.,电压波动问题及解决方案,无功补偿技术,我们可以对逆变器进行设定，电压波动,+/-10%,之内时，不发出无功；在电压波动,-10%,时，必须产生无功功率进行低电压穿越；电压波动在,10%20%,之间，必须产生无功功率校正电网母线电压。注：以上值可根据电网公司要求，或者项目实际情况来进行设定。,调节时间：小于,40ms,；功率因数精度：,+/-0.01,；功率因数：,+/-0.9,；被动式调节，自动侦测电压波形来进行无功输出调节；可按电网公司要求的调整曲线来进行设定,二、分布式光伏并网技术点2.电压波动问题及解决方案,二、分布式光伏并网技术点,3.,系统谐波和阻抗问题及解决方案,一般情况下，市场上光伏逆变器公司都标示自己的产品满载总体谐波畸变率,THD,小于,3%,，即向电网系统注入的谐波总量不会超过本身基波,3%,。当系统采用分布式并网即多台并网时，系统电网的谐波畸变率可以表示为：,假定所有逆变