光伏发电属于清洁能源,但其电能质量并不稳定,由于光伏发电的不确定性可能会导致输出功率的随机波动,进而导致电网频率偏差、电压暂升暂降、电压短时中断、电压波动与闪变等电能质量问题。同时光伏发电使用交直流逆变器,在此环节会产生谐波问题,还伴随直流分量流入供电系统。
这些电能质量问题可能会对工厂造成以下影响:
电压波动和闪变:可能会导致电机设备运行不稳定,影响生产线的正常运行。
谐波污染:可能会干扰电子元件的正常工作,导致设备故障或损坏。
电压暂降和短时中断:导致设备停机或损坏,影响生产线的正常运行。
频率偏差:可能会影响电机设备的正常运行,导致生产线的停滞或损坏。
通过在线电能质量监测装置可以监测、分析、评估监测点的电能质量,包括电能质量实时监测、电能质量事件告警、录波、数据统计、评估分析等功能,及时发现并解决电能质量问题,提高光伏发电的效率和稳定性,同时保障电力系统的安全与稳定运行。
在光伏项目中,孤岛效应是一个常见问题。当电网侧停电时,光伏侧仍然处于正常发电状态,并向电网侧送电,形成了孤岛效应。这给电网侧的检修人员带来了很大的安全威胁。防孤岛保护装置可以及时切断光伏系统与电网的连接,避免孤岛效应的产生,从而保护检修人员的安全。此外,防孤岛保护装置还可以在电网出现故障时,迅速切断光伏系统与电网的连接,避免设备受到损坏,并在故障解除后自动恢复并网,确保了光伏项目的稳定运行。
本项目要求并网点具有低压低于50%Un时0.1s闭锁发电、检有压85%Un自动并网功能,同时实时监测并网点电压谐波、直流分量、电压偏差等电能质量。需要将1#并网点、2#并网点的电压、电流、有功功率、无功功率以及防孤岛保护相关数据和电能质量数据上传至特斯拉220kV变电站,再通过站内原有调度数据网上传至调度中心。
同时光伏发电站项目还应满足以下相关规定。
根据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964-2012的相关要求,光伏电站并网点需要装设满足《电能质量检测设备通用要求》GB/T 19862-2005标准要求的A类电能质量在线监测装置,并且监测点需要放置在并网点。该装置需要对光伏电站可能引起的谐波、电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、三相不平衡度、注入电网直流分量进行在线监测,并且需要具备通讯接口,能够远传电能质量数据。这些数据需要通过综合业务数据网上传至电能质量检测主站。
根据《电能质量评估技术导则 三相电压不平衡》DL_T 1375-2014的规定,接入公共连接点的每个用户引该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%,短时不超过2.6%。
根据《电能质量 供电电压偏差》GBT12325-2008的规定,220 V单相供电电压偏差为标称电压的+7%,-10%。
根据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964-2012的相关要求,光伏发电站应配置独立的防孤岛保护装置,动作时间应不大于2s。防孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。
综合本次项目要求及相关规定,本次分布式光伏并网项目在原有供电系统上进行改造,新增2个并网柜,需要在每个柜子中安装一台A类电能质量在线监测装置对并网点电能质量进行实时监测,同时还需要安装一台防孤岛保护装置,当发生孤岛效应时可以及时切断并网柜断路器,避免事故的发生。具体配置方案如图2及图3所示。