光伏發電產業在中國發展的比較快,帶動了好多行業的發展。其中防孤島和微機保護裝置是在國家電網分布式光伏發電是明文要求的,為此,在建設光伏電站達到當地供電局要求,就要考慮到并網條件,其中就有防孤島和微機保護裝置。那這兩者哪種比較適合光伏電站?
光伏電站中有個現象叫做孤網運行,就是說光伏電站脫離電網,自行發電運行。這種情況多是不被允許的。對于比較大的光伏電站,并網電壓等級在10KV的電壓等級,這種類型的電站多使用的是微機保護裝置,這類保護屬于微機保護裝置二次設備。
而反孤島則是一個配電柜,他的使用原理跟防孤島不一樣。對于建設光伏電站的用戶來講,他們考慮的并網的幾個問題,每個臺區可以接入多少光伏?光伏的接入要達到什么要求?國網對于這些有著明確的規定,對于光伏的接入,如果不加裝反孤島裝置,光伏電站的接入只允許接到光伏的25%。如果加裝反孤島柜子的話,那么光伏容量的50%或者80%,具體多少由當地供電部門決定。
微機保護裝置本身具有防孤島保護功能,當電網出現異常會自行跳閘,停止運行,前提是逆變器是在無故障的情況下,且調試正常。供電部門要求并網開關具備防孤島保護功能也是多一層保護。而反孤島則是出現了孤網運行,而采取的措施,雖然是小概率,但是一旦出現,危害是比較大的。
經保定特創電力科技有限公司技術人員不懈努力,開發出了新一代反孤島設備,該裝置體積小、重量輕、操作方便,兼具主動式反孤島和被動式防孤島功能,解決了以往反孤島和防孤島不能放在一起的難題。反孤島控制模塊(TC-3087)不僅能采集電流、電壓、頻率、諧波等電能質量參數,而且具有高低壓、過欠頻、防孤島、防逆流、反孤島檢測等功能。TC-3087裝置通過內部軟件計算,能準確判斷電網是否正常運行,一旦出現非計劃性孤島等故障,裝置可以迅速控制上級開關分閘,并能自動報警,且能控制反孤島專用斷路器,防止其誤動作。本公司更有防孤島和反孤島多功能綜合并網柜,一柜多用,不必在安裝其他JP柜,接線更加方便,操作更加靈活。本裝置還有通訊功能,可以把電網運行情況實時反應給上位機,以便實現無人監控。
如今光伏發電站在電力系統中的占比越來越大,隨著光伏電站的推廣,相關的光伏知識也得到普及,光伏發電防孤島裝置的作用,具體保護配置功能有哪些呢?下面跟小編一起來了解吧。
如今光伏發電站在電力系統中所占的份額越來越大,不僅有集中式大面積光伏,還有分布式小型光伏發電站。從最開始的西北區域逐漸擴展到華北、華南以致中國的大部分領域。建設地點由荒涼的沙漠、隔壁、山區逐步向人員聚集的鄉村、城市靠攏。
對于小型光伏電站,應具備快速監測孤島并立即斷開與電網連接的能力。而對于大中型光伏電站,公用電網繼電保護裝置必須保證公用電網故障時切除光伏電站,光伏電站可不設置孤島保護,其中接入用戶內部電網的中型光伏電站的孤島保護能力由調度電力部門確立,基于此規定,大批分布式光伏電站都要配備防孤島保護裝置。
光伏發電防孤島裝置的作用
光伏發電防孤島裝置在變電站中主要的作用就是故障時斷開并網點開關,避免線路上有人員施工檢修造成不必要的人員傷亡,避免電網的故障而引起光伏電站的不正常運行,對電站造成沖擊。
光伏發電防孤島裝置的保護配置功能有以下幾點
1、低頻保護:頻率在35HZ-65HZ之間時且曾經在低頻值以上時低頻保護才能啟動,低頻保護動作200ms后立即返回。
2、過頻保護:當頻率高于定值時保護啟動。
3、低壓保護:當電壓低于定值時動作。
4、過壓保護:當電壓高于定值時動作。
5、聯跳:支持變電站側聯跳,即當收到變電站側聯跳命令時延時開出跳閘出口,切本站的并網開關。
6、頻率突變:當頻率波動值超過所設定值時,保護動作。
根據實際情況和當地的具體要求,一般情況下大中型光伏電站可以安裝防孤島保護,也可不安裝,但是當故障時必須可以快速準確的切除并網開關。主要是在大中型光伏電站中都建有變電站,站中有比較齊全的微機保護裝置,當故障發生時,對應的微機保護就會及時準確的動作,光伏發電防孤島裝置有時候在電站中作為一個后備保護存在。而對于分布式光伏電站來講,由于安裝容量比較小,而且低壓并網,因此一般沒有建變電所。正是由于這個原因,也為了保證電網的安全,根據當地的要求,一般會有光伏發電防孤島裝置、同期裝置、 電能質量監測等。
反孤島裝置主要用于光伏并網系統中,其核心作用是通過設備中的擾動負載來打破用電平衡,使其光伏逆變器檢測到的外部電壓不足以滿足正常輸出發電,逼停逆變器,從而達到安全檢修的目的。低壓反孤島裝置主要用于具有分布式光伏發電并網的 220V/380V 配電網中,一般安裝在分布式光伏發電系統送出線路電網側,如配變低壓側母線、箱變低壓母線、低壓環網柜、380V 配電分支箱等處,在電力人員檢修與分布式光伏發電相關的線路或設備時使用。是專門為電力檢修或相關電 力操作人員設計的一種反孤島設備,用于破壞分布式光 伏發電系統的非計劃孤島運行。
光伏反孤島裝置的組成
光伏反島裝置是一個柜子;該裝置由反孤島專用控制器、擾動電阻、行程開關、塑殼開關、時間繼電器、中間繼電器、電壓表等組成。實現的功能是當檢測到并網開關在斷開情況下,且檢測到400V母線存在電壓。這時候該設備會做出相應的告警命令,反孤島專用控制控制器與擾動負載來打破用電平衡,使其光伏逆變器檢測到的外部電壓不足以滿足正常輸出發電,逼停逆變器,從而達到安全檢修的目的
光伏反孤島裝置產品功能
光伏反孤島裝置的核心作用
對于一些分布式屋頂光伏來講,安裝的比較分散。在各家各戶的屋頂上,大概在3KWP-8KWP不等。相對來講,容量不是很大。這時候并網都是就近并網,不會把電纜拉倒變壓器側。當檢修線路時,要確保該線路上的所有逆變器都要停止工作,這樣才能更好的保證檢修人員的安全。但是由于線路上帶有的逆變器數量不定,安裝地點不定。如果在檢修之前一一確定逆變器在停止狀態,似乎又不太可能。因此反孤島的作用就是當存在孤網運行的情況下,將逆變器逼停,使逆變器一直處于停止運行狀態。
當人員去檢修電網運行情況時,此時先要將并網開關斷開,打開反孤島裝置中的操作開關,將開關合上(正常運行時此操作開關斷開)。也就是相當受到投入反孤島裝置。當反孤島裝置中的電壓指針表上電壓檢測到400V時,反孤島裝置的擾動電阻投入,也相當于將發電與用電保持平衡。當用戶側這邊的逆變器檢測到電網外部電壓不足以滿足正常輸出電壓,此時逆變器停止工作。這樣檢修人員就不需要去每戶看逆變器是否停止工作。同時反孤島與并網開關之間有聯鎖,這樣如果并網開關在合位,投入操作開關,反孤島不起任何作用。若未與上級開關進行閉鎖,合上本裝置內部操作開關,此時本裝置內部操作開關應于 1 秒后跳閘,同時告警燈亮起。按下復位按鈕, 告警燈熄滅
隨著社會經濟的不斷發展,人們對環保節能技術的研究分析也越來越重視,這不僅有利于我國社會經濟的可持續發展,還對可再生資源的利用的發展以及人類生存環境有著重要作用。其中大型太陽能發電技術作為當前我國新能源研究開發中重要的組成部分,人們對其進行相應的開發利用,不但進一步的加快了城市化發展競爭,還有著較好的節能減排效果,從而推動我國城市化經濟的建設發展。下面我們就對大型太陽能發電技術和系統安裝方法進行介紹
一、太陽能發電技術
近年來,在我國社會經濟發展的過程中,人們對新能源的開發利用也越來越重視,常見的幾種新型能源主要有:風能;太陽能、水能以及生物質能等,其中太陽能的應用最為廣泛。而所謂的太陽能主要是來源于太陽輻射,人們主要是利用其光熱效果、光電技術以及光化學反應,來對它太陽能進行有效的利用。
目前,我們在對太陽能進行利用的時候,主要是直接通過光電技術來對電和光進行直接的呼喚,從而將太陽能轉換成光能,以滿足人們生活和生產的相關需求,而且我們在一般情況下,一般都是采用的太陽能電池最為主要的半導體材料,從而使得光電轉化的效果得到有效的提高。近年來,隨著科學技術的不斷發展,人們也已經將太陽能發電技術應用的各個行業當中,這不僅有效的緩解了能源短缺的壓力,還進一步的保障了社會經濟的可持續發展,進而有效的提高了人們的生活質量。
二、太陽能發電系統的安裝方式
當前我們在對太陽能發電系統進行安裝處理的過程中,對其發電率有嚴格的要求,還對太陽能發電系統安裝的美觀性和實用性有嚴格的要求。只有這樣才能使得太陽能發電系統多方面優勢和性能得到全面的發揮。
隨著科學技術的不斷發展,人們也將許多先進的科學技術應用到了太陽能發電系統當中,因此就使得人們在對太陽能系統進行使用的過程中,不斷發展出許多的類別,在一般情況下我們可以將太陽能系統簡單的分成獨立發電系統和并網發電系統這兩大類。而其中所使用的太陽能電池板也存在著一定的多樣性,這就使得太陽能發電系統的性能得到了有效的優化。不同型號的太陽能發電系統,我們來對其進行安裝施工的過程中,所采用的方法也就存著一定的差異,這就使得人們在對太陽能發電系統進行安裝施工的過程中,對其安裝方式有著較高的要求。
1、實例分析
某大型太陽能發電站所采用的發電系統為光伏并網發電系統,在系統的方案設計中充分考慮整個光伏系統的荷重,抗風能力和系統的發電效率等綜合因素。
在經過繁雜的設計、論證、調整、修改后,最后確定安裝3000平方米的太陽能電池組件方陣,整個光伏系統共采用2040塊100Wp的非晶薄膜太陽電池組件,5串*408并,以及33臺太陽能光伏并網逆變器,總安裝容量為204kWp。整個光伏系統分成33個子系統,每個子系統配置1臺并網逆變器,同時由1套數據采集監控系統完成對整個光伏并網發電系統的數據采集與遠程監控。
而整個光伏并網發電系統采用多點并網的方式進行運行并網,分成四部分分別與配電室的4個市電聯絡點連接。光伏子系統通過與光伏專用匯線盒、并網逆變器、交流控制箱連接后,最終與配電室的市電聯絡點連接,實現光伏系統的并網運行。
整個光伏系統的安裝支架采用NLF系列支架.支架采用熱鍍鋅鋼材料,抗風能力達到150kMPH。所用鋼材除了熱鍍鋅層外,外層又噴涂了醇酸紅丹防銹底漆和醇酸面漆以防鹽霧腐蝕。
在防雷設計上,太陽能鋼結構與防雷接地引下線進行可靠的電氣連接,整個鋼結構形成可靠的電氣通路,太陽能電池組件金屬框、電池組件安裝支架和鋼結構進行可靠的電氣連接。
2、系統安裝技術指標
?。?)、電能質量要求
?、俨⒕W電壓偏差:三相電壓的允許偏差為額定電壓的7%,單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7%,-10%。
?、诓⒕W頻率偏差:并網后的頻率允許偏差值為 0.2HZ。
?、壑C波和波形畸變:系統設計的總諧波電流小于4%。
?、芄β室驍担?設計所選用SMA并網逆變器的功率因數為1。
?。?)、并網保護要求
?、龠^/欠電壓保護:當電網接口處的電壓超出偏差允許值時,并網逆變器進入離網狀態,光伏系統停止向電網送電。
?、谶^/欠頻率保護:當電網接口處頻率超出頻率偏差允許值時,并網逆變器內置的過/欠頻率保護將在0.2S內動作,將光伏系統與電網斷開。
?、?strong>防孤島效應:當電網出現失壓狀態,防孤島效應保護將會在0.2S內動作,使光伏系統與電網斷開。
?、芑謴筒⒕W:當超限狀態導致光伏系統停止向電網送電后,系統在電網的電壓和頻率恢復正常范圍后(20S~5Min可調)向電網送電。
?、莘览缀徒拥兀汗夥到y和并網接口設備的防雷和接地,嚴格按照SJ/T11127<<光伏(PV)發電系統過電壓保護--導則>>中的規定執行。
?、薅搪繁Wo:并網逆變器對電網設置有短路保護裝置,即當電網短路時,逆變器的過電流小于額定電流的150%,并會在0.1S以內將光伏系統與電網斷開。
?。?)安裝總結
該太陽能光伏發電系統工程完成安裝調試,經試運行3個月后通過竣工驗收。以下問題需要總結:
?、僭谠O計安裝的過程中,應對系統的運行和維護做全面的考慮。在本項目中設計沒有考慮對電池組件的清潔維護通道,且電池組件的面積較大,這樣就給對電池組件的清潔工作帶來了很大的不便。
?、谖覀冊趯嫾Y構進行工程的過程中,還要對其加工工藝標準進行嚴格的要求,使得人們在對太陽能發電系統進行安裝加工時,不會對發電系統的工作性能造成較大的影響。
?、?目前我們在對太陽能發電系統進行安裝處理的過程中,我們要對安裝人員的專業能力和綜合素質進行嚴格的要求,再通過相關的技能培訓方法來對技術人員專業能力進行使得的增強,以確保太陽能發電系統的正常運行。
三、結束語
由此可見,在當前我國社會經濟發展的過程中,太陽能發電系統已經得到了人們的廣泛應用,因此人們為了提高太陽能發電系統的運行質量,我們就要對其安裝方式進行嚴格的要求,而且通過相關的實例介紹,我們發現在不同環境、不同系統中,人們所采用的安裝方法也不盡相同,只有對其安裝方式進行相應的規范,才能使得太陽能發電系統的發電率達到最大化。
眾所周知,光伏行業內有兩座大山,不是王屋和太行,而是融資和并網,所有光伏人都像是勤勞的愚公,每天都在想著把壓在頭上的這兩座大山給搬走,一代一代挖山不止。而國家政策猶如后來派來移山的上仙,現階段,各路上仙不是已經華麗落地,就是正在落地的路上……光伏行業的并網情況自然也會越來越好。
之前之所以存在爭議,究其原因主要有一下幾點:
并網技術不成熟
電網企業認為:光伏發電存在資源的周期性和安全穩定性等問題,這種影響主要是妨礙了電網的正常調度,對電網的安全性和穩定性構成了威脅。
不論是光伏還是風能,都因為自身的特性導致電網不可能隨時都能夠準備好接收這些新能源所發的電。
前電網都是按照傳統的模式設計規劃的,沒有考慮太多光伏和風電新能源并網新能源專家認為:如果建立健全并網標準體系、加強電網輸電能力建設等,提升電網運行維護水平和智能化程度,就可以實現大規模分布式光伏發電的友好接入和全額消納,因此光伏發電的并網不存在技術問題。
與電網企業激勵不相容,缺乏積極性,存在利益之爭眾所周知,如何能都連接上網、快速拿到錢,是老百姓最關心的問題,也是目前我國居民分布式光伏發電能否快速發展的最關鍵問題。
而完成這一行為必然離不開電網企業,無論是前期備案、并網還是后期領補貼發錢,都是電網企業在主導,然而在分布式光伏推廣的過程中,在現行的制度安排下,電網企業成為了唯一一個沒有任何直接好處、卻要付出額外成本的主體。
還有一個原因就是電網企業在當前居民分布式光伏發電推廣中既是向發電廠購買電力的唯一買家,又是向用戶售電的唯一賣方。在以售電作為業績指標的電網中,新能源自發自用一度電將直接導致電網減少了一度電的收入。所以電網對于新能源電力并網的積極性不高。就算是全部上傳并網,賣給電網,由于新能源發電的成本高于傳統能源電力,就算加上國家補貼,電網在購電和賣電之間也是不劃算的。更何況,還要為了全額收購綠電而投入了大量的基礎建設呢。由此一來,電網對于購買新能源電力的積極性更加不高了。試想,誰會愿意高價購買產品,又要為這個產品投入巨大的基礎保障,最后低價賣出呢其實即使在電網公司這么不討好的事實基礎上,還是有大部分的電網公司為光伏發電積極并網做出了很多努力,有些電網公司甚至還在為替國家墊付補貼,從大面兒上來說,大多數的電網公司對于光伏發電是很積極的,棄光問題的產生不在于電網不愿意并,而是各方面客觀因素造成的,比如西北地區經濟不發達消納能力有限,輸送光伏電力的特高壓線路等硬件設施不到位等等。國家包括電網公司其實也在推進電網的升級改造,以提升光伏等清潔能源的并網消納能力。
政策、辦法、要求
1、國家電網公司《關于做好分布式光伏發電并網服務工作的意見》中明確規定了辦理并網流程的具體時限。根據相關法律和政策的要求,電網公司對于居民分布式光伏發電項目的申請應該直接接受、不能拒絕。
2、近日國家發展改革委印發了《可再生能源發電全額保障性收購管理辦法》,可再生能源發電有了更切實的政策保障。
電網出問題由電網補償
因并網線路故障(超出設計標準的自然災害等不可抗力造成的故障除外)、非計劃檢修導致的可再生能源并網發電項目限發電量由電網企業承擔補償。
電網公司不能再拿技術原因作為免責的借口。
作為《辦法》中的一項核心內容,補償責任主體的明確,一方面彌補了可再生能源項目的經濟損失,另一方面,將技術問題轉為經濟問題,可倒逼系統提升可再生能源消納能力。
關于電網的責任義務,《辦法》第二章第四條明確,電網是實施的責任主體。根據本輪電改方案,電網仍保留調度機構并且將主導交易機構的組建,電網將成為電力資源交易配置的平臺,因此電網應承擔可再生能源全額保障性收購的主體責任,并承擔優先調度可再生能源、統計和分攤可再生能源棄發電量、充分挖掘系統調峰潛力、加強輸電通道建設等責任。
電網公司如果不能承擔并履行好自己的責任,政府有權進行追究問責。
看到這兒相信很多安裝了分布式的親猶如吃了定心丸,其實在小編看來:保障分布式并網政策的車輪滾滾向前,無論是技術因素,還是硬件因素,或是人為因素,都會被歷史前進的車輪無情碾壓,新能源的發展方向不可逆,只有居民、光伏企業、電網企業三方都好了,我們的分布式光伏發電才會推廣到千家萬戶,畢竟大家好才是真的好
光伏發電系統的設備故障有哪些?怎樣處理這些故障。光伏電站中常用的故障解列裝置有哪些,保定特創電力科技有限公司為您匯總。保定特創專業生產光伏電站故障解列裝置、低頻低壓解列裝置、TC-3088故障解列裝置、高頻高壓解列裝置、TC-3088H故障解列裝置,這些產品在光伏電站中比較常見,了解更多技術知識,歡迎來電咨詢,電話13931210372。
對光伏發電系統的設備故障分析
隨著國家大力推進和落實“節約、清潔、安全”三大能源戰略方針和“節能優先、綠色低碳、立足國內、創新驅動”四大能源發展戰略,我國的光伏發電新增發電裝機量不斷增加。但是制約光伏發電發展的因素很多,例如光伏電站的優化及其運行成本的問題。目前世界上普遍認為各種光伏組件的平均壽命為15至25年,而影響光伏組件壽命的因素有:光伏電池效率衰減;組件脫焊;組件內部連接帶斷裂;熱斑損壞;惡劣氣候(風沙)破壞,這些將嚴重影響光伏發電系統的工作效率和系統的穩定性。因此,如何做好光伏發電系統的維護和故障診斷工作,延長光伏組件的使用壽命,以此維持光伏電站的正常運行就顯得尤為重要。近年來光伏發電系統的故障診斷被越來越多的專家學者關注,進行了大量的研究工作。
大型光伏并網發電系統主要由太陽能光伏組件(光伏陣列)、直流防雷匯流箱、直流防雷控制柜、并網逆變器、交流防雷配電柜及變壓器等一系列電氣設備組成。表1分析了這些主要設備的常見故障和故障診斷方法。
大型光伏并網發電系統前期一次性投入大,投資回收緩慢,特別是大型的地面光伏電站占地大,雖有規模效益但輸電成本高。因此在設計時就要考慮多方面因素來控制成本。例如在光伏電站投入運行前,采用抗風沙、自潔能力強、抗紫外、抗老化、耐高溫的光伏組件;要采用多機并聯方式、大型光伏并網逆變器系統的控制調度策略、MPPT尋優算法等以此實現成本的控制和降低。而在光伏電站投入運行以后,對光伏電站設備良好的維護和及時的故障診斷就顯得尤為重要,只有這樣才能保證電站系統設備穩定、持續、高效地發電。
在光伏并網發電系統的眾多設備中,太陽能光伏組件(光伏陣列)和并網逆變器是核心部件,關系到電站能否正常的運行,而據已有的研究數據表明,這兩個器件是最容易發生故障的。
光伏陣列故障
太陽能電池組件是將太陽能轉變為電能的半導體器件,是光伏并網發電系統的核心組成部分。以2011年四季度青海省一個10MW的光伏電站的裝機總成本測算,其光伏組件一項的成本就占總成本的55%以上。對于光伏陣列而言,產生的故障主要來自于以下幾方面,具體故障及產生原因如表2所示。
?。?)熱斑現象。在統一光照模式下,光伏陣列內部各個模塊都承受正壓,工作狀態是對外輸出能量。而當其中某一組件被陰影遮擋時,該組件的輸出特性就發生了變化。由電路原理可知,當兩電流不等的電流源串聯時,電流大的電流源會向電流小的電流源倒灌電流。電流小的電流源接受倒灌電流,而承受反壓,其工作狀態即變為自身吸收能量。自身吸收能量所轉化的熱量不能及時散發掉,就會在光伏組件上形成熱點,對光伏陣列造成很大的損壞,這就是所謂的熱斑現象。如果該被遮擋的組件承受的反壓大于某一閥值時,則會使光伏組件內的PN結雪崩擊穿,輸出電流會呈指數曲線上升,造成光伏陣列的永久損壞。
?。?)功率器件電流過大,功率器件發熱。這些一般都是由于組件在運行過程中,由于老化等原因造成的器件內部故障,一般發生概率較低。
?。?)太陽能電池輸出電壓過低。這類故障有可能是由于光伏電池板損壞造成的,也有可能是由于光照不足造成的非故障性表現。
據研究數據表明,在以上幾種常見故障中,發生概率最高、產生危害最大的是第一種――熱斑現象。熱斑現象會嚴重損壞太陽能光伏組件,有光照的太陽能電池組件所產生的部分或全部能量,都可能被遮擋的組件所消耗。而且熱斑現象嚴重的地方局部溫度較高,有的甚至會超過150℃,導致組件局部區域燒毀或形成暗斑、焊點融化、封裝塑料老化、玻璃炸裂、焊帶腐蝕等永久性損壞,給組件的安全性和可靠性造成極大的隱患。
光伏逆變器故障
目前的光伏研究側重以逆變器為核心的逆變器并網控制、MPPT算法的應用研究。然而逆變器的核心部件IGBT在過流、過壓、元器件過熱等情況下容易發生故障,并以功率管開路和短路故障最常見。絕緣門極雙極型晶體管IGBT是MOSFET和GTR雙極型晶體管的折中器件,結構上和MOSFET很相似,但其工作原理更接近GTR,所以IGBT相當于是一個N溝道MOSFET驅動的PNP晶體管,它具有輸入阻抗高、速度快、熱穩定性好和驅動電路簡單、通態電壓低、耐壓高的優點,但是其耐過流、過壓能力差,易損壞。當IGBT管的兩端電壓超過最大集――射極間電壓,或者其流過電流超過最大集電極電流,或是其運行功率超過在正常工作溫度下允許的最大耗散功率,則都有可能會導致開關管超過耐受極限而被擊穿或被燒毀,甚至是永久性的損壞。一旦逆變器的主電路功率開關管發生故障,光伏發電系統的正常運行就會嚴重受阻,甚至使此光伏發電系統產生的電能無法被輸送給用戶使用,完成與大電網的并網。
IGBT的開路和短路故障占了很大的故障比例。造成開路的原因主要有兩方面:
?。?)由于過流被燒毀,從而導致開路;
?。?)驅動信號開路,這一般是由于接線不良或是驅動不良造成的。
造成短路的原因很多,主要有以下幾方面:
?。?)絕緣層被破壞,從而導致開關管反向擊穿;
?。?)誤操作、驅動指令錯誤;
?。?)不足的死區時間,造成功率管產生轉移電流而誤導通。
相對于開路故障,IGBT的短路故障已有成熟的檢測方案,即可以通過硬件電路去檢測IGBT的D-S壓降,從而精確地確定故障管。而且現有的逆變器系統中,生產廠家都設計過流檢測和保護裝置,因此能更快地進行故障診斷。
而IGBT的開路故障一般不會導致過流,但是會使逆變器輸出波形穩態偏離工頻理想正弦波形,產生波形畸變。這樣會使總諧波率提高,并可能導致輸出電流不符合并網要求。若出現長時間的功率管開路故障,則可能造成直流側穩壓電容被燒毀。
公司名稱: 保定特創電力科技有限公司
公司地址: 保定市競秀街295號創業中心
公司電話: 13931210372
公司網址: http://www.scheeps.net
聯系人: 曹經理
一、光伏發電
在國際上,光伏發電技術的研究已有100多年的歷史。光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。光伏系統可分為獨立光伏系統(各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統)和并網光伏系統(與電網相連并向電網輸送電力的光伏發電系統)。
二、光伏發電的優勢
光伏發電與傳統發電技術相比具有更多優勢:
1。 太陽能資源十分豐富,輻射到地球表面的能量巨大,對于利用太陽能是十分有利的。因此太陽能光伏發電技術是資源最為豐富的發電技術。
2。太陽能光伏發電更為安全可靠,不會產生污染以及噪聲,并且能夠比較靈活,能夠安全穩定的運行。
3。光伏發電的應用使得邊遠以及特殊地區的用電問題得以有效解決,可以隨時隨地使用太陽能資源。
4。 光伏發電能夠與建筑物相結合,形成光伏建筑一體化的系統,減少土地資源的浪費。
三、歷史與現狀
太陽能光伏發電的歷史可以追溯到1839年法國物理學家貝克勒爾首次發現光伏效應。此后,各國科學家不斷探索,1954年第一塊實用光伏電池問世,這意味著太陽能光伏發電逐步進入產業化發展的道路。
進入21世紀,太陽能電池向全球擴展,成為一種重要的可再生能源。隨著可持續發展觀念在世界各國不斷深入人心,全球太陽能開發利用規模迅速擴大,技術不斷進步,成本顯著降低,呈現出良好的發展前景,許多國家將太陽能作為重要的新興產業,太陽能得到更加廣泛應用。2000 年至 2016 年間,光伏產業以令世人驚嘆的速度向前發展。全球累計裝機容量自 1,250MW增至 304,300MW,年復合增長率高達 40.98%。
在我國,光伏產業也呈現出前所未有的活力,在全球20個以上國家或地區建廠,產品出口至全球近200個國家和地區,成為我國具有國際競爭優勢的戰略性新興產業。
美國是最早研究與使用光伏技術的國家,美國光伏行業在技術革新與政府激勵補償政策的雙重刺激下多年來保持增長。光伏電站裝機在美國光伏行業中占主導地位,其發展速度直接決定整個光伏行業發展情況。
日本是最早制定光伏產業發展政策的國家, 2011~2016 年年均復合增長率達到54%, 在2016年以42.75GW 的裝機總量位居世界第二,目前發展方向以非居民用電站為主。
作為東南亞最火熱的光伏市場之一,越南正在以每年10%的能源需求增速,再加上其本身發展光伏能源的先天優勢,吸引著各國光伏企業進入。
光伏發電目前全面進入規?;l展階段,中國、歐洲、美國、日本等傳統光伏發電市場繼續保持快速增長,東南亞、拉丁美洲、中東和非洲等地區光伏發電新興市場也快速啟動。
四、發展趨勢
(一)政策變化
2019年5月30日,國家能源局發布了《關于2019年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知》,明確優先推進無補貼的平價上網項目建設,再開展需要國家補貼項目的競爭配置工作,這對風電光伏行業來說將是一個重大轉變。
隨著光伏行業的發展,受制于當地消納及電力傳輸等制約,國內地面電站的新增數量已明顯下降。與此同時越來越多的光伏企業開始把目光投向海外。
近年來,東南亞各國在可再生能源領域也作出了相應努力,泰國、印尼等國的光伏規模出現一定增長,越南則在計劃建設風電項目、簽發關于發展太陽能發電項目鼓勵機制的決定。東南亞地區政府補貼光伏項目,鼓勵利用可再生能源,并且由于地理位置靠近中國,受到中國企業的關注。
新興市場擴大以及平價競爭上網將成為未來新的趨勢。
(二)技術發展
1。從分布式發電到建設集中式電站
集中式大型并網光伏電站就是集中建設大型光伏電站,發電直接并入公共電網,接入高壓輸電系統供給遠距離負荷,可以降低成本,減少運輸損耗。越是規模大的光伏發電站,其光伏系統的成本越低。
2。光儲一體化電站
對含儲能環節的光伏電廠進行光儲一體化調控,快速控制,滿足有功輸出最大化,“削峰填谷”響應電網調度需求,實時保障電網調度要求。儲能系統的使用能緩解充電時對電網的沖擊,盡可能提升電網質量。
3。云存儲、云計算、數字孿生、大數據等技術的應用
新信息技術的使用可幫助光伏電廠實現智能化,幫助光伏電廠實現智能化運維監控,提供發電預測等分析功能,降低并網難度,提高發電效率。
在國內,上海上科信息技術研究所順應光伏產業發展趨勢,進行光伏系統集成開發,與中國電建上海能源裝備有限公司聯合建立與運作能源裝備智能化聯合實驗室?;跀底謱\生的光伏電廠智能化平臺,將智能電網、物聯網、云計算等技術緊密結合,為解決光伏電廠加入儲能環節后的優化調功分配問題和分級分層的控制問題,建立面向光伏電廠光儲一體化的分級多目標調功算法模型。通過該平臺可有效掌握光伏電站完整信息,提高運維效率,加快決策,保障光伏電廠安全、穩定、高效、經濟的運行。
五、未來展望
第四次工業革命將全面展開,以光伏為主的清潔能源、物聯網等技術正全面發展。通過現代物聯網技術、人工智能及大數據分析技術,實現包括光伏在內的多種能源的集中運維管理,打造智慧的能源生態圈。在未來,社會將構建全新的能源物聯網體系,進入低碳甚至無碳時代。(作者:朱東亮劉曉影)
保定特創牌防孤島裝置型號有TC-3087(3U)并網防孤島保護裝置、TC-3087(2U)防孤島保護裝置、TC-3087H防孤島保護裝置,這些產品在分布式光伏發電站中比較常見,那么目前分布式光伏發電項目中存在哪些問題,如何改善這些問題,有哪些技術措施,下面保定特創為您解析。
分布式光伏發電是一種新型的,具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式,它倡導就近發電、就近并網、就近轉換、就近使用的原則,有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題,然而分布式光伏發電對如何保證電網安全提出了更高的要求。針對分布式光伏發電存在的問題提出了改善分布式光伏發電安全運行的技術措施,具有實際應用價值。
分布式光伏發電是指位于用戶附近,所發電能就地利用,以10(20)千伏及以下電壓等級接入電網,且單個并網點總裝機容量不超過6兆瓦的光伏發電項目。分布式光伏發電具有資源分散、項目容量小、用戶類型多樣、發電出力具有波動性和間歇性等特點。
目前國家明確了分布式光伏發電項目接入系統典型設計共13個方案。其中,分布式光伏發電項目單點接入系統典型設計共8個方案,分布式光伏發電組合接入系統典型設計共5個方案。
1.分布式光伏發電存在的問題
近年來,為響應國家可再生能源發展戰略,促進光伏產業發展,10千伏(20千伏)、380伏(220伏)分布式光伏發電項目陸續在全國建成并網運行。雖然這些分布式光伏發電項目配置了相應的安全保護自動裝置,但是相應的運維管理和安全管理制度尚不健全,為有源配電網安全、穩定運行埋下隱患。
?。?)作為新興產業,受檢測設備、檢測水平及光伏發電特有的波動性、間隙性特征和部分電能質量超標指標等多方面條件制約,光伏發電項目入網前的測試與評估工作存在諸多薄弱環節。
?。?)對分布式光伏發電并網的工作流程和要求進行了規定,對分布式光伏電站孤島運行時存在向系統倒送電的安全風險提出了相關技術要求。但是,對投運后對分布式光伏電站安全自動裝置的運行維護責任沒有進行具體明確,對由于安全自動裝置運維不到位、不能發揮應有功能而引起各類事故的安全責任沒有進行具體明確規定。
?。?)由于非計劃性孤島現象的不可預知性,孤島運行的電網嚴重威脅電網設施運維人員已經用戶的人身安全;同時,由于主網不能控制孤島中的電壓和頻率,從而導致孤島運行電網損壞供電范圍內的公共配電設備和用戶設備。
?。?)隨著國家對分布式光伏電源發電項目上網電價補貼政策的出臺,分布式光伏電源發電項目將越來越多,配電網中的分布式電源點將越來越多,尤其是380伏接入的分布式光伏電站,該項目具有接入方式簡單、便捷,價格便宜的特點,但大多數一線配電運維人員受專業知識限制,對該項目不太熟悉,對廣大一線配電生產人員在日常運維、搶修工作存在極大的安全風險。
2.改善分布式光伏發電的技術措施
?。?)修訂完善《分布式光伏發電并網管理規定》,將管理職責章節中明確各級安全質量監督管理部門的職責,重點體現在出臺各類針對分布式光伏電站并網的相關安全管理制度;參與審查分布式光伏電站接入方案,對接入方案中的安全自動裝置配置方案和功能等進行審查等。
?。?)明確對接入分布式光伏電站的配電網停電檢修施工涉及的停電申請辦理流程,特別是涉及380V分布式光伏電站產權分界點開關設備停電操作停電申請辦理流程,重點是是否要在停電申請書上反映停電范圍內分布式光伏電站的并網接入情況。另外,在各類設備操作流程及權限、安全措施設置要求等方面需進行明確。
?。?)完善、改進現有防孤島保護裝置、安全自動裝置及其控制策略,提高保護裝置、安全自動裝置可靠性,降低非計劃性孤島發生幾率。分析、研究非計劃性孤島電網運行可能給人身、電網、設備造成的危害以及可能產生的安全風險;根據各類安全風險制定相應的預控措施、應對措施、危機處理措施或事故應急現場處置方案。
?。?)供電企業和光伏電站均應加強相關管理人員、技術人員與運維人員的培訓工作,制定培訓計劃,定期組織開展業務培訓,學習與光伏項目有關的國家、行業或企業規章制度、方案、標準等知識,學習與光伏設備有關的現場運維管理、設備管理、檢修管理、調度管理等知識,取得國家、行業或電力企業頒發的有效工作證件。
3.結語
本文針對分布式光伏發電在電網安全運行中存在的入網測試、運維管理、非計劃性孤島運行、人員結構等問題,提出了一系列相應的技術等措施。通過這些技術措施的應用可以極大地提高分布式光伏發電安全穩定運行。
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保定特創電力科技有限公司專業生產光伏防孤島保護裝置、故障解列裝置、光伏防逆流裝置、充電樁逆變測控裝置、電能質量監測裝置、微機綜合保護裝置、箱變智能監控裝置、太陽能監測電力軟件等產品。
光伏系統并網技術要求(GB/T 19939-2005)
1范圍
本標準規定了光伏系統的并網方式、電能質量、安全與保護和安裝要求。
本標準適用于通過靜態變換器(逆變器)以低壓方式與電網連接的光伏系統。
光伏系統以中壓或高壓方式并網的相關部分,也可參照本標準。
2規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,但鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。
GB/T 2297-1989太陽光伏能源系統術語
GB/T 12325-2003電能質量供電電壓允許偏差
GB 2894-1996安全標志(neq ISO 3864:1984)
GB/T 14549-1993電能質量公用電網諧波
GB/T 15543-1995電能質量三相電壓允許不平衡度
GB/T 15945-1995電能質量電力系統頻率允許偏差
GB 16179-1996安全標志使用導則
GB/T 18479-2001地面用光伏(PV)發電系統概述和導則(idt IEC 61277:1995)
SJ/T 11127-1997光伏(PV)發電系統的過電壓保護—導則
3定義
以下術語和定義適用于本標準。
3.1
光伏系統PV system
包含所有逆變器(單臺或多臺)和相關的BOS(平衡系統部件)以及具有一個公共連接點的太陽電池方陣在內的系統。
3.2
電網grid
輸電、配電的各種裝置和設備、變電站、電力線路或電纜的組合。它把分布在廣闊地域內的發電廠和用戶聯接成一個整體,把集中生產的電能配送到眾多個分散的電能用戶。
在本標準中特指供電區電力變壓器次級輸出到用戶端的輸電網絡。
3.3
電網保護裝置grid protection device
監測光伏系統電力并網的技術狀態,在指標越限情況下將光伏系統與電網安全解列的裝置。
3.4
電網接口grid -interface
在光伏系統與電網配電系統之間的相互聯接。
泛指發電設備與電網之間的并解列點。
3.5
孤島效應islanding
電網失壓時,光伏系統仍保持對失壓電網中的某一部分線路繼續供電的狀態。
3.6
逆變器inverter
靜態功率變換器(見注1)。
將直流電變換為交流電的器件。將光伏系統的直流電變換成交流電的設備。用于將電功率變換成適合于電網使用的一種或多種形式的電功率的電氣設備。
注1:具備控制、保護和濾波功能,用于電源和電網之間接口的任何靜態功率變換器。有時被稱作功率調節子系統,功率變換系統,靜態變換器,或者功率調節單元。
3.7
應急電源系統emergency power supply system
當電網因故停電時能夠為特定負載繼續供電的電源系統,它一般含有逆變器、保護開關、控制電路、儲能裝置(如蓄電池)和帶有充電控制電路的充電裝置等。
4并網方式
根據光伏系統是否允許通過供電區的變壓器向高壓電網送電,分為可逆流和不可逆流的并網方式。
5電能質量
光伏系統向當地交流負載提供電能和向電網發送電能的質量應受控,在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數方面應滿足實用要求并符合標準。出現偏離標準的越限狀況,系統應能檢測到這些偏差并將光伏系統與電網安全斷開。
除非另有要求,應保證在并網光伏系統電網接口處可測量到所有電能質量參數(電壓、頻率、諧波等)。
5.1電壓偏差
為了使當地交流負載正常工作,光伏系統中逆變器的輸出電壓應與電網相匹配。
正常運行時,光伏系統和電網接口處的電壓允許偏差應符合GB/T 12325的規定。三相電壓的允許偏差為額定電壓的±7%,單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。
5.2頻率
光伏系統并網時應與電網同步運行。電網額定頻率為50Hz,光伏系統并網后的頻率允許偏差應符合GB/T 15945的規定,即偏差值允許±0.5Hz。
5.3諧波和波形畸變
低的電流和電壓的諧波水平是所希望的;較高的諧波增加了對所連接的設備產生有害影響的可能性。
諧波電壓和電流的允許水平取決于配電系統的特性、供電類型、所連接的負載/設備,以及電網的現行規定。
光伏系統的輸出應有較低的電流畸變,以確保對連接到電網的其他設備不造成不利影響。
總諧波電流應小于逆變器額定輸出的5%。各次諧波應限制在表1、表2所列的百分比之內。
此范圍內的偶次諧波應小于低的奇次諧波限值的25%。
5.5電壓不平衡度
光伏系統并網運行(僅對三相輸出)時,電網接口處的三相電壓不平衡度不應超過GB/T 15543規定的數值,允許值為2%,短時不得超過4%。
5.6直流分量
光伏系統并網運行時,逆變器向電網饋送的直流電流分量不應超過其交流額定值的1%(逆變電源系統和電網宜通過專用變壓器隔離連接)。
6安全與保護
光伏系統和電網異?;蚬收蠒r,為保證設備和人身安全,應具有相應的并網保護功能。
6.1過/欠電壓
當電網接口處電壓超出5.1規定的電壓范圍時,光伏系統應停止向電網送電。此要求適用于多相系統中的任何一相。
本標準述及到的所有系統電壓均指當地標稱電壓。
系統應能檢測到異常電壓并做出反應。電壓的方均根值在電網接口處測量,應滿足表3的條件。
6.2過/欠頻率
當電網接口處頻率超出5.2規定的頻率范圍時,過/欠頻率保護應在0.2s內動作,將光伏系統與電網斷開。
6.3防孤島效應
當光伏系統并人的電網失壓時,必須在規定的時限內將該光伏系統與電網斷開,防止出現孤島效應。
應設置至少各一種主動和被動防孤島效應保護。
主動防孤島效應保護方式主要有頻率偏離、有功功率變動、無功功率變動、電流脈沖注人引起阻抗變動等。
被動防孤島效應保護方式主要有電壓相位跳動、3次電壓諧波變動、頻率變化率等。
當電網失壓時,防孤島效應保護應在2s內動作,將光伏系統與電網斷開。
注1:光伏系統與電網斷開不包括用于監測電網狀態的主控和監測電路。
6.4恢復并網
由于超限狀態導致光伏系統停止向電網送電后,在電網的電壓和頻率恢復到正常范圍后的20s到5min,光伏系統不應向電網送電。
6.5防雷和接地
光伏系統和并網接口設備的防雷和接地,應符合SJ/T 11127中的規定。
6.6短路保護
光伏系統對電網應設置短路保護,當電網短路時,逆變器的過電流應不大于額定電流的150%,并在0.1s以內將光伏系統與電網斷開。
6.7隔離和開關
在光伏系統與電網連接的開關柜中應提供手動和自動的斷路開關,斷路開關原則上采用可視斷點的機械式開關。除非當地供電機構同意,不得采用電子式開關。
6.8逆向功率保護
系統在不可逆流的并網方式下工作,當檢測到供電變壓器次級處的逆流為逆變器額定輸出的5%時,逆向功率保護應在0.5s-2s內將光伏系統與電網斷開。
7安裝要求
7.1電氣連接方式和參考圖
光伏系統并網的電氣接線方式應采用與電網相同的方式,電氣連接參考圖見附錄A。
7.2電能計f和逆流檢測
光伏系統并網應設置電能計量裝置。
對于不可逆流的并網方式,應在供電變壓器的輸出端安裝逆流檢測裝置。
7.3安全標識
連接光伏系統和電網的專用低壓開關柜應有醒目標識。標識應標明“警告”、“雙電源”等提示性文字和符號。標識的形狀、顏色、尺寸和高度參照GB 2894及GB 16179執行。
7.4對應急電源系統的附加要求
7.4.1概述
應急電源系統應當滿足7.1-7.4的要求,還應當滿足本節所列的附加要求。
7.4.2電路安排
應急電源系統應當為特定的一個或多個負載電路供電。
7.4.3安全性要求
當光伏系統作為應急電源為特定負載供電時,應保證其已經完全與附錄A圖A.2中的開關柜電路斷開。
7.4.4警告標識
當光伏系統工作在應急電源模式時,開關柜上應設置警告標識,因為此時盡管電網已經斷電,供電線路的中性線或地線還是有可能帶電。
什么是故障解列裝置?故障解列裝置的原理是什么?故障解列裝置在光伏電站有什么作用?光伏電站及水電站常用的故障解列裝置型號有哪些?帶著這些疑問,歡迎走進保定特創電力科技有限公司,保定特創為您帶來更多故障解列裝置的知識,歡迎來電咨詢或登錄公司網站。
“說到光伏并網,真要感謝供電公司,不僅幫助解決用電難題,還為我們提供“一條龍”服務。2016年1月26日,三峽新能源彰武發電有限公司負責人高興地對正在彰武王家光伏發電站調試設備的阜新供電公司員工說道。
2015-2016年阜新地區充分發揮國家政策和價格杠桿作用,大力推廣光伏發電等綠色產業,優化能源結構、推動節能減排。據了解,三峽新能源光伏發電站一期項目已落戶彰武,擬占地面積9.96公頃,建設規模為10兆瓦,申請報裝用電容量為10000千伏安。
阜新公司高度重視光伏發電項目建設,全力配合地方新能源產業發展需求,建立健全溝通協調機制,專人負責項目聯系對接,開辟“綠色通道”,按照“一口對外”的原則,為光伏項目提供專業的咨詢、申請服務,優化完善報裝、并網、驗收等系列流程,簡化并網手續、提高服務效率,提供并網發電“一條龍”服務。
在工程建設中,彰武王家光伏發電站新增了66千伏高壓線路保護、光差遠跳、故障解列裝置、遠動通信裝置各一套,同期要實現新增總控設備對站內原有設備信息轉發,并進行原有直流設備改造接引工作。由于工期緊張,為保證項目按期并網發電,該公司專門組建工作組,及時跟蹤把握項目建設時實進度,市場及大客戶服務室聯合相關部門工程技術人員到彰武縣馮家鎮侯貝營子村,對66千伏馮家變電站和三峽新能源彰武王家(10兆瓦)光伏發電站的用電設備進行逐一檢查指導,主動從項目審批,技術咨詢,驗收等方面提供有力支持,為確保光伏發電項目順利并入電網提供可靠的電力保障。
目前光伏電站常見的故障解列裝置型號有TC-3088、TC-3088H,是由保定特創專業生產、研發的,故障解列裝置技術不斷創新,產品成熟,歡迎新老客戶來電咨詢。
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