张峰

摘要：开发利用太阳能发电，对节约常规能源、保护自然环境、促进经济可持续发展具有极为重要的意义，属于国家鼓励发展的产业。本文通过介绍光伏发电的基本原理，紧密结合内蒙古鲁能风电有限公司白云风电场的具体情况，挖掘分析内蒙古鲁能风电有限公司白云风电场的并网线路保护配置情况，结合光伏并网发电的特点，分析光伏发电接入对电网的影响，并提出解决的措施。

关键词：光伏发电；继电保护；并网特性；接入电网

为更好地支持内蒙古政府推动太阳能光伏产业发展，积极应对新能源带来的新挑战，内蒙古电力公司认真研究太阳能光伏发电国内外的发展趋势、存在的问题、激励政策和投资效益分析，探索电力公司参与太阳能光伏发电的模式。[1]

一、光伏电站情况介绍

本期工程建设规模10MWp，采用“分塊发电，集中并网”的总体设计方案。10MWp的光伏阵列可分为10个1MWp的光伏方阵，组成10个1MWp并网发电单元，每个1MWp的并网发电单元的光伏组件都通过直流汇流装置分别接至2台500kW的逆变器。根据业主要求，经0.27-0.27/35kV箱式变压器升压至35kV，再经集电线路接入35kV配电装置。工程于2014年6月开工建设，2014年12月30日建成投产。

二、光伏电站保护配置

目前，我国的中低压电网卞要是不接地（或经消弧线圈接地）单侧电源、辐射型供电网络。变电站保护是基于断路器的二段式电流保护，卞馈线上装设自动重合闸装置，支路上装设熔断器。光伏发电的引入使得电网从传统的单电源辐射状网络变成双端甚至多端网络，从而改变故障电流的大小、持续时间及其力一向，结果可能会导致断路器保护误动、拒动及失去选择性。1 OMW，）光伏电站35kV并网线路配置光纤纵差保护，以光纤纵联差动保护为卞保护，电网220kV变电站侧以二段力一向电流保护为后备保护，1 OMW，）光伏站侧以两段力一向电流保护为后备保护。光纤纵差保护电流定值按对全线故障有足够灵敏度、并可靠躲过线路充电电容电流整定，应分别计算各种力一式下两个力一向的故障电流，选取最小者。注意线路两侧差动保护定值相同。卞站后备保护采用二段力一向电流保护，[2]一段电流定值按躲线末故障整定，时间Os；二段电流定值按对线末有足够灵敏度并与对侧出线速断配合整定，时间0. 3 s；二段电流定值按躲线路最大负荷电流，并与对侧出线过流保护配合整定，时间1. 5s；力一向指向线路。1 OMW，）光伏站后备保护采用两段力一向电流保护，一段电流定值按躲线末故障整定，时间Os；二段电流定值按躲线路最大负荷电流，并与对侧出线过流保护配合整定，时间1. 8s；力一向指向线路。由于光伏发电单兀不同于火电发电机，它没有发电机阻抗，无法计算短路电流，但是保护只配置电流电压保护，没有配置距离保护1 OMW，）光伏站侧只整定两段电流保护。建议对于光伏发电站的并网线路配置带有距离保护的纵差保护，如图1所不。

三、光伏电站并网投运措施

中节能太阳能德州1 OM41'，，光伏电站于2011年9月9日进行新设备送电，1 OMW，，全部并网发电投入正常运行。光伏电站采用多支路“积木式”分块发电、集中并网力一案，10个光伏并网发电单兀分别经过升压变压器并入电网运行。光伏电站启动试运总体可分为二个阶段：分部试运阶段、整套启动阶段和试生产阶段。

3.1分部试运阶段

分部试运阶段是从）用母线受电开始，到整套启动并网发电前的整个时期。其目的是使所有的光伏组件、逆变器、升压变、高压柜等单体和系统都经过试运，达到其设计工作性能，通过分系统试运验收，具备参加整套启动并网发电的条件。[3]单体调试合格后，刁一能进入分系统试运。并由施工单位向调试单位办理相应的中间调试移交手续。必须在整套启动试运前完成分部试运、调试和整定工作，并进行验收签证，分部试运技术资料要齐全。分部试运期间应进行的卞要项目有：

（1））用电系统带电试运行

（2）直流及UPS系统试运调试

（3）子变压器系统试运调试

（1）送配电设备系统试运调试

（5）中央信号系统试运调试

（6）微机监控系统试运调试

（7）综合保护装置试运调试及与并网线路对调

3.2整套启动试运阶段

整套启动试运是指第一台逆变器并网发电开始，到完成全部逆变器并网，满负荷试运移交生产的试运行阶段。

启动顺序：

（1）合上太阳能力一阵汇流箱直流开关；

（2）检查直流配电柜所有直流出入电压；

<3）合35kV光电线311负荷开关；

（1）合#1. #2进线301不11302高压负荷开关；

（5）合预装变压器高压侧负荷开关；

（6）检查预装变压器侧高压侧是否有35kV电压；

（7）合逆变器直流输入开关；

（8）合逆变器输出交流开关；

（9）从第一台逆变器的开关开始合，直到合上全部逆变器的开关；

（10）满负荷试运行。

四、光伏系统总体方案设计及发电量计算

4.1光伏组件和支架形式的选择

从转换效率、组件性能、设备初投资几方面综合考虑，本工程光伏组件采用环保经济型240（29.5）多晶硅电池组件。支架形式采用固定式型钢结构。

4.2逆变器设备选型

光伏并网逆变器按容量大小划分主要有336kW、250kW、500kW、630kW、1000kW等几种容量等级，考虑逆变效率和工程节省造价，[4]工程推荐采用单台容量为500kW的逆变器。目前国内500kW逆变器技术已经成熟，广泛应用到光伏发电系统中，性价比高，用户反映良好。

逆变器按结构分为有隔离变和无隔离变两种。从整体造价考虑无隔离变逆变器要优于有隔离变逆变器，且能减少每个逆变器室占地面积。因此，工程选用无隔离变逆变器。

4.3光伏阵列布置

光伏方阵采用“分块发电，集中并网”的总体设计方案。10MWp的光伏阵列分为10个1MWp的光伏方阵，组成10个1MWp并网发电单元，每一个1MWp光伏并网发电单元配置一间分站房。

4.4光伏系统设备布置

单个支架方阵单元由40块光伏组件组成，按2行×20列横向放置。整个光伏阵列由1090个方阵单元组成，每109个支架方阵单元组成一个并网发电单元，单元容量为1046.4kWp，连接两个并网逆变器，共用一台箱式升压变压器，组成一个分系统。

4.5年上网发电量

用Retscreen软件计算的年发电量是从光伏阵列到并网之前的，该软件已考虑温度对组件光电转换效率的影响，并对逆变器的平均效率，线损等能量损耗的影响因素进行了折减。

光伏系统总效率：81.4%。

首年发电量为17435462 kWh，末年发电量为14089263kWh。首，末年年等效满负荷运行小时数分别为1666h，1346h。光伏组件在寿命期内平均上网发电量为15603858.33kWh，年等效满负荷运行小时数为15603858.33kWh /（10464）kW≈1491.2h。

五、结论

从上述的分析可以看出，太阳能光伏发电产业飞速发展，将给北京市电力公司和电网发展带来巨大挑战。一是对电网安全稳定运行带来巨大挑战。太阳能发电的随机性、间歇性是电网运行控制的难点，同时安全稳定运行风险明显增大。二是对电网优化配置资源的能力提出了很高的要求。北京市太陽能资源丰富地区主要集中在延庆、密云等远郊区县，而现有的电网资源配置能力还不能适应清洁能源的大规模接入。三是带来一系列需要深入研究、积极应对的重大课题。如系统太阳能发电接入问题、上网电价机制问题、相关标准制订问题、公司参与市场竞争问题等。面对新能源带来的新挑战。

参考文献：

[1]陈琨. 高校太阳能光伏屋面电站的设计、安装及并应用研究[D].山东建筑大学，2013.

[2]吴达成，刘馨. 我国光伏产业发展现状及分析[J]. 新材料产业，2011，03：2-10.

[3]刘伟铭. 光伏发电系统最大发电量的研究[D].辽宁大学，2013.