光伏逆變器并網(wǎng)問題詳解

　　摘要：目前光伏、風(fēng)電等新能源勢(shì)頭正足，乘坐著國(guó)家政策的順風(fēng)車一路高歌猛進(jìn)，造就了一番百家爭(zhēng)鳴的景象，甚至有人高喊新能源時(shí)代就要到來(lái)……可是冷靜下來(lái)細(xì)想，光伏、風(fēng)電這些新能源的發(fā)電量確實(shí)可觀，但是它是否可以直接并入電網(wǎng)?并入電網(wǎng)之前或之后又有什么問題需要解決呢?

　　在文章開始小編先回答上面的問題：必須可以!現(xiàn)在國(guó)家推廣新能源都到了“喪心病狂”的地步了，國(guó)家電網(wǎng)一直以來(lái)對(duì)新能源的公開態(tài)度就是八個(gè)字：“全額收購(gòu)，優(yōu)先調(diào)度”，妥妥的。

　　但是話又說(shuō)回來(lái)，是不是只要是新能源發(fā)的電就可以直接并入電網(wǎng)呢，那必然不是了，在并網(wǎng)前和并網(wǎng)后都有很多問題需要解決，需要提前告訴大家的是，那些小問題，可以解決的問題這里一概不提，比如哪條線路過(guò)了，哪臺(tái)逆變器超額超限了等等，統(tǒng)統(tǒng)可以當(dāng)成是國(guó)家電網(wǎng)給新能源的福利。

　　這里僅說(shuō)些目前不能很好解決的問題。在開始之前先科普一下知識(shí)：新能源并網(wǎng)現(xiàn)在主要分為兩類：1.大規(guī)模集中式并網(wǎng);2.分布式并網(wǎng)。

　　1.什么是集中式并網(wǎng)?

　　集中式并網(wǎng)就是充分利用荒漠地區(qū)豐富和相對(duì)穩(wěn)定的太陽(yáng)能資源構(gòu)建大型光伏電站，接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠(yuǎn)距離負(fù)荷，相當(dāng)于一個(gè)大型發(fā)電站。

　　2.什么是分布式并網(wǎng)?

　　主要基于建筑物表面，就近解決用戶的用電問題，通過(guò)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)供電差額的補(bǔ)償與外送，這種光伏電源處于用戶側(cè)，發(fā)電供給當(dāng)?shù)刎?fù)荷，視作負(fù)載，可以有效減少對(duì)電網(wǎng)供電的依賴，減少線路損耗。

　　我們還可以看看我國(guó)從2015年到2020年的太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃?？梢钥闯黾惺讲⒕W(wǎng)和分布式并網(wǎng)將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，還是非常可觀的!由于分布式并網(wǎng)將來(lái)與我們的生活更加接近，所以本文主要針對(duì)分布式并網(wǎng)進(jìn)行問題分析。

　　分布式發(fā)電系統(tǒng)存在什么問題?

　　一.諧波問題

　　分布式發(fā)電系統(tǒng)主要是通過(guò)光伏逆變器直接并網(wǎng)，這樣的直接并網(wǎng)操作容易產(chǎn)生許多問題，比如：

　　1.諧波、三相不平衡等問題;

　　2.輸出功率的隨機(jī)性易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變;

　　3.分布式發(fā)電系統(tǒng)直接在用戶側(cè)接入電網(wǎng)，電能質(zhì)量問題將直接影響用戶的電器設(shè)備安全。

　　這些問題在新能源發(fā)達(dá)的德國(guó)早就遇到了，在沒有發(fā)布整改措施前，由于光伏逆變器的肆意并網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)諧波含量超標(biāo)，對(duì)居民的用電器造成了巨大影響。這也是為什么德國(guó)要發(fā)布最新的諧波測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)VDE-AR-N4105(如上圖)來(lái)限制光伏逆變器直接并網(wǎng)了，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定新能源逆變器并網(wǎng)之前一共需要測(cè)試178次諧波的數(shù)值，然后通過(guò)數(shù)值來(lái)判斷是否超標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)絕對(duì)不允許并網(wǎng)。

　　二.無(wú)功和電壓?jiǎn)栴}

　　集中供電的配電網(wǎng)一般呈輻射狀。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下，電壓沿饋線潮流方向逐漸降低。接入光伏逆變器后，由于饋線上的傳輸功率減少，使沿饋線各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高，可能導(dǎo)致一些負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓偏移超標(biāo)，其電壓被抬高多少與接入光伏逆變器的位置及總?cè)萘看笮∶芮邢嚓P(guān)。

　　試想一下，在午間陽(yáng)光充足時(shí)，光伏逆變器發(fā)電量通常較大，若線路輕載，光伏逆變器將明顯抬高接入點(diǎn)的電壓。如果接入點(diǎn)是在饋電線路的末端，接入點(diǎn)的電壓很可能會(huì)越過(guò)上限，這時(shí)就必須合理設(shè)置光伏逆變器的運(yùn)行方式。

　　又比如，由于光伏逆變器發(fā)電量隨入射的太陽(yáng)輻照度而變，可能會(huì)造成局部配電線路的電壓波動(dòng)和閃變，若跟負(fù)荷改變疊加在一起，將會(huì)引起更大的電壓波動(dòng)和閃變。

　　三.孤島問題

　　孤島效應(yīng)是指當(dāng)電網(wǎng)供電因故障或停電維修等情況發(fā)生電壓異常而跳脫時(shí)，各個(gè)用戶端的并網(wǎng)逆變器發(fā)電系統(tǒng)卻未能即時(shí)檢測(cè)出停電狀態(tài)而將自身從市電網(wǎng)絡(luò)切離，于是形成由光伏并網(wǎng)逆變發(fā)電系統(tǒng)和周圍的負(fù)載組成的一個(gè)自給供電的孤島狀況。

　　孤島帶來(lái)危害就很多了，比如：

　　1、危及電網(wǎng)輸電線路上維修人員的安全;

　　2、影響傳輸電能質(zhì)量，導(dǎo)致供電電壓與頻率不穩(wěn)定;

　　3、供電恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生浪涌電流，燒毀供電設(shè)備與光伏逆變系統(tǒng)。

　　對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，供電的中斷卻給用戶帶來(lái)不便;對(duì)發(fā)電商來(lái)說(shuō)，利益受到損害;對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，如果分布式光伏逆變器在孤島狀態(tài)下退出，當(dāng)電網(wǎng)重合成功或故障消除后恢復(fù)供電，原來(lái)由光伏逆變器提供電能的用戶全部由電網(wǎng)供電，加重了電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，在某些情況下可能造成電網(wǎng)的不穩(wěn)定。

　　除了上面提到的三點(diǎn)，還有很多，比如低電壓穿越問題，諧振問題等。所以新能源的全面發(fā)展是任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)，現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到普及的目的。國(guó)內(nèi)致遠(yuǎn)電子不斷努力研發(fā)新技術(shù)，研發(fā)出一系列優(yōu)秀的儀器去幫助國(guó)家推動(dòng)新能源的發(fā)展做出一點(diǎn)點(diǎn)貢獻(xiàn)。如功率分析儀，它可以針對(duì)光伏逆變器做一系列的測(cè)試，諧波，低電壓穿越，防孤島測(cè)試等等，可以助新能源行業(yè)的用戶更好的解決并網(wǎng)問題。