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某啤酒廠光伏防逆流控制設(shè)計與應(yīng)用

更新日期:2025-02-10瀏覽:124次

簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 202412

摘 要:新型電力系統(tǒng)下,各省市分布式光伏裝機逐年增高,由于分布式光伏的波動性,光伏在并入電網(wǎng)后給原有的配電網(wǎng)增加了很大的不穩(wěn)定性,對電力系統(tǒng)的安全運行帶來威脅。國家能源局頒布的《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦法》規(guī)定,6MW及以上的分布式光伏要求全部自發(fā)自用,針對6MW以下的分布式光伏要求自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的模式,針對部分區(qū)域存在分布式光伏裝機限制的,部分小于6MW的分布式光伏也要求自發(fā)自用,做防逆流控制要求。針對此問題,本文從光伏防逆流的背景、技術(shù)方案與產(chǎn)品配置的角度,進行案例分析,為光伏防逆流項目提供一種解決方案。

關(guān)鍵詞:分布式光伏、防逆流控制、能量管理、保護裝置。

1、概述

目前分布式光伏裝機越來越多,某些地方出現(xiàn)紅區(qū),當(dāng)?shù)仉娏疽笮陆ǚ植际焦夥园l(fā)自用,進行做防逆流措施。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)做防逆流的主要原因是為了確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性,同時滿足當(dāng)?shù)仉娏镜囊?guī)定和要求。以下是幾個主要原因:

(1)電網(wǎng)穩(wěn)定性:

當(dāng)分布式光伏系統(tǒng)的發(fā)電量超過本地負(fù)載的需求時,多余的電能會反向流入電網(wǎng)。這種逆流現(xiàn)象可能會對電網(wǎng)的電壓和頻率產(chǎn)生影響,從而威脅到電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

(2)設(shè)備和人員安全:

逆流電流可能導(dǎo)致用戶端電氣設(shè)備(如逆變器、變壓器等)過熱或損壞,甚至可能引發(fā)火災(zāi)等安全事故。

對于維護電網(wǎng)的工作人員來說,逆流也可能造成安全隱患,因為他們在維修或檢查電網(wǎng)時預(yù)期不會有電流從用戶側(cè)流向電網(wǎng)。

(3)政策法規(guī)要求:

在某些地區(qū),由于法律法規(guī)的要求,不允許將多余的電能反饋給電網(wǎng)。例如,由于上一級變壓器容量限制或者特定區(qū)域的政策限制,不允許有新增并網(wǎng)接入。

如果發(fā)現(xiàn)逆功率上網(wǎng),電網(wǎng)公司可能會對用戶進行罰款或者其他形式的處罰。

(4)經(jīng)濟效益考量:

在一些情況下,盡管技術(shù)上允許逆流回電網(wǎng),但經(jīng)濟上并不劃算。比如,如果備案資料不齊全導(dǎo)致無法獲得電網(wǎng)公司的并網(wǎng)許可,而安裝儲能系統(tǒng)成本又太高,那么在這種情況下,采取防逆流措施就顯得尤為重要。

(5)能源管理優(yōu)化:

防逆流裝置可以幫助優(yōu)化能源使用,確保所有產(chǎn)生的電能都被有效地利用,而不是浪費在不必要的逆流中。這對于那些希望自用比例以減少電費支出的用戶尤其重要。

2、項目情況

江西燕京啤酒有限責(zé)任公司分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)總裝機容量為1MW,建設(shè)區(qū)域位于江西省吉安市吉安縣吉安高新區(qū)鳳凰園區(qū)。本項目包括光伏發(fā)電系統(tǒng)(光伏電池組件,直流側(cè)總裝機規(guī)模未知)、3臺變壓器、16臺50kW 逆變器。其中設(shè)置并網(wǎng)點三處,并網(wǎng)點1布置5臺50kW逆變器,并網(wǎng)點2布置5臺50kW逆變器,并網(wǎng)點3布置6臺50kW逆變器。

各逆變器將由電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)化為交流電(0.4kV),采用電纜分別引至各自并網(wǎng)點的箱式變壓器(10kV)。各箱變再升壓至10kV后通過輸電線路匯流接入10kV外線后接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。

根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏┑囊螅痉植际焦夥椖?,只能就地消納,禁止上送電網(wǎng)。

3、解決方案

為了實現(xiàn)上述目標(biāo),通過在公共連接點安裝防逆流保護裝置,一旦檢測到逆流,就會通過通信接口發(fā)送信號給能量管理系統(tǒng),通過監(jiān)測市電總進線處的功率和實時的發(fā)電功率,經(jīng)過系統(tǒng)的計算生成對應(yīng)的逆變器調(diào)節(jié)指令,來實現(xiàn)光伏防逆流的柔性調(diào)節(jié)功能。這種方法既可以保證電力系統(tǒng)按照設(shè)計運行,保護電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定,又可以最大會利用光伏發(fā)電,降低用戶用能成本??刂品桨溉缦拢?/p>

 

方案典型配置如下:

系統(tǒng)組網(wǎng)圖如下:

4、方案效果

能量管理系統(tǒng)通過將分布式能源整合起來,進行統(tǒng)一的監(jiān)測與管理,通過智能化控制系統(tǒng),可以根據(jù)負(fù)荷用電需求實時調(diào)整各個光伏單元的輸出功率,確保光伏系統(tǒng)的電力不對電網(wǎng)反向送電,在防逆流綜保跳開并網(wǎng)柜前,系統(tǒng)通過下發(fā)逆變器功率調(diào)節(jié)命令來實現(xiàn)柔性調(diào)節(jié)的目的,進而提高微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。下圖為防逆流調(diào)節(jié)效果,通過控制逆變器的輸出使得公共連接點的功率值保持在15kW的設(shè)定值,防止光伏出現(xiàn)逆流,避免電力公司的考核與罰款。

同時,能量管理系統(tǒng)人機界面友好,能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測光伏回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,對分布式電源進行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息及發(fā)電單元運行功率設(shè)置等。

5、結(jié)語

隨著分布式光伏裝機的增加,越來越多的地區(qū)要求分布式光伏自發(fā)自用。本文通過介紹能量管理系統(tǒng)搭配防逆流保護裝置的方案,并在燕京啤酒分布式光伏項目上的應(yīng)用為在分布式光伏電站自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)的需求提供了可靠的解決方案,為分布式光伏建設(shè)與并網(wǎng)驗收提供助力。

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