农村光伏并网电压为何总是偏高?光伏发电应该怎么选用反孤岛装置与防孤岛装置?

  光伏发电产业在中国发展的比较迅速,促进了好多行业的发展。下面小编为大家介绍农村光伏并网电压为何总是偏高?光伏发电应该怎么选用反孤岛装置与防孤岛装置?

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  农村光伏并网电压为何总是偏高

  伴随光伏扶贫深入,很多问题开始凸显。比如在一些偏远地区,施工人员在并网时发现:电网电压总是偏高,不仅引发经常性的电压故障报警,还导致逆变器停机保护,严重影响了光伏收益。

  针对此类问题,厂商常常从逆变器侧给出解决方案,比如放宽保护电压范围(针对不同地区,将出厂交流电压放宽至160-300AC可调)。虽然这种方式可以解决逆变器的保护停机问题,但因输出的电网电压过高,总会对一些家用电器造成损害。

  应该说,这类现象很常见,很多论坛帖子也对此做过专业技术分析,但依然有不少从业者表示困惑。在此,笔者想通过一些类比做个简单梳理,以帮助大家从电站设计源头避免以上情况发生。

  我们都知道,光伏并网系统就是通过逆变器把直流电转换成交流电,并传输到电网的过程。如果把电网比作大海,逆变器则可以看成是一条条细流,而并网就好比涓涓细流汇入大海,那一条条并网用的交流线缆就是汇流的河床。

  在一些偏远地区或弱电网区的并网发电过程中,常因为线路阻抗的影响(河床狭窄,阻塞较多),而不得不抬高逆变器输出交流电压(河流水位增大,形成高水势才能流向大海),以保证交流电高效流向电网(河流汇入大海)。但这无形中会引发两类问题:一是输出电压高于逆变器自身保护电压值,使逆变器报错和执行保护性停机;二是并网点变压器容量较小(也就是“大海蓄水量不足”,这是很多地方限制并网容量在30%左右的原因),极易因电量超负荷上网,抬高电网电压(蓄水池蓄水能力不足,满溢)。

  事实上,以上两种情况,正是造成电网电压过高的两个主要原因,即并网点容量偏小,负荷消耗能力不足,或电网弱凸显了线路阻抗。那么,我们该如何解决以上问题呢?

  毫无疑问,一是增大线缆规格,合理选择并网点;二是增容变压器,改善“蓄水能力”。其中,合理选择并网点和增容变压器都很容易理解,比如就近变压器选择并网点就是最常用并网点选择方式,而增容变压器就是给变压器增容。这样就只剩下增大电缆规格了,用个形象的比喻,就是在靠近大海的位置扩大河床、清理淤泥,以显著减少河流中间阻力。

  另外,还有一种情况值得一提,就是在多台设备并网时,若集中并到一相上,则容易抬高该相电压(类似多条河流汇到一个窄河床上,造成水溢),使电网偏压,从而造成类似电网电压过高的现象。因此,建议同一并网点多台并网时,应尽量使设备在三相上均匀分布。

  以上,旨在通过简单类比,让大家对电网过压故障的成因有个形象的认识。但最终目的,还是希望在光伏电站建设中,能够在设计之初就规避这些可能的隐患,以提高设计效率,助力光伏扶贫。

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  光伏发电应该怎么选用反孤岛装置与防孤岛装置

  光伏电站中有个现象叫做孤网运行,就是说光伏电站脱离电网,自行发电运行。这种情况多是不被允许的。对于比较大的光伏电站,并网电压等级在10KV或更高的电压等级,这种类型的电站多使用的是防孤岛保护装置,这类保护属于微机保护装置二次设备。而反孤岛则是一个配电柜,他的使用原理跟防孤岛完全不一样。对于建设光伏电站的用户来讲,他们考虑的并网的几个问题,每个台区可以接入多少光伏?光伏的接入要满足什么技术要求?国网对于这些有着明确的规定,对于光伏的接入,如果不加装反孤岛装置,光伏电站的接入只允许接到光伏的25%。如果加装反孤岛柜子的话,那么光伏容量的50%或者80%,具体多少由当地供电部门决定。简单的举例说明,如果一台变压器的容量为100KW,那么80%容量的话应该是80KW,其中该变压器为公变,下面接的光伏电站如果是5KW一个户的话,那就是16个户,这样的话每户可以根据自己的情况经过并网柜自行并网。一般来讲,对于并网柜的要求,大多是有隔离刀闸,断路器等等。有些地方要求具有防孤岛保护功能,那就意味着條每户要加装一台防孤岛保护装置。对于5KW这类型的光伏发电,容量比较小,如果并网柜都安装防孤岛保护装置的话,那样一来成本就无形的增加了许多,二来维护成本也是偏高的;而加一套反孤岛装置就能解决下面16户用光伏并网问题,所以反孤岛控制柜对于屋顶小光伏还是比较好用的。它的保护原理不是当孤网运行前检测到故障,跳闸。而是当已经出现了孤网运行,通过rcx-9390k负载专用控制器和反孤岛开关来控制扰动负载的投入,从而逼迫逆变器停止工作。

  逆变器本身具有防孤岛保护功能,当电网出现异常会自行跳闸,停止运行,前提 是逆变器是在无故障的情况下,且调试正常。供电部门要求并网开关具备防孤岛保护功能也是多一层保护。而反孤岛则是出现了孤网运行,而采取的措施,虽然是小概率事件,但是一旦出现,危害是比较大的。


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