分布式光伏發電系統現場檢測技術范文

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摘要：本文對分布式光伏發電系統的現場檢測進行研究，介紹了該技術的地位和作用。根據分布式光伏發電系統的特點和其接入方式，詳細討論了分布式光伏發電系統現場檢測技術的主要方法。通過分析分布式光伏發電系統現場檢測技術，以及與某配電網350kWp屋頂光伏發電系統的現場檢測分析對比，證明了本文檢測方案的優勢，為今后的相關工作提供借鑒和參考。

關鍵詞：光伏發電系統；分布式；現場檢測

引言

21世紀以來，政府提出生態文明建設，社會對新能源的關注越來越大，我國的光伏發電產業在政府的政策支持下得到了快速發展。不斷頒布的優惠政策，使得分布式光伏發電系統獲得了前所未有的發展機遇。由于光伏發電具有隨機性、波動性和間歇性的特點，怎樣穩定地與電網相連接的問題已變得越來越重要。為了保障電力供應可以持續正常地運行，因此需要認真地檢測光伏發電系統的并網性能。現在，國內電力行業中分布式光伏發電系統方面的檢測研究仍存在很大不足。本文重點分析了分布式光伏系統現場檢測技術，致力于填補國內電網現場控制系統的一些缺點。并采用全面的現場檢測技術，詳細地分析所得到的相關數據，為發電系統現場檢測技術的發展提供了借鑒和參考。另一方面，也針對光伏發電系統的建設提出了相關措施，以推動光伏發電系統的發展，為我國光伏發電的發展貢獻力量。

1現場檢測內容

嚴格執行國家的規范要求，并且綜合考慮配電網和光伏發電的特征，同時還對連接到配電網光伏發電系統對電網造成的影響做出考慮，經過全面探討后，確定了如下的主要測試內容：①衡量電能的質量主要包括：諧波、電壓和頻率偏差、電壓波動和閃變三相電壓不平衡度、直流分量等檢測指標。重點測試在正常工作狀態下發電系統的整體性能。②功率特性重點包含：光伏電站的輻照度、氣溫、輸出功率等測試內容，測試發電系統的功率轉換性能和輸出功率特性等。重點考評光伏發電系統的輸出功率與輻照度和溫度之間的關系。③異常電壓/頻率響應重點含有：欠壓/頻率，過壓/頻率切換時間檢測。通常會測試發電系統瞬態的系統性能。④防孤島保護主要包括：主動防孤島保護和被動防孤島保護性能測試。主要檢測存在孤島時的發電系統保護性能。

2測試原理和測試平臺

接入配電網的光伏發電系統電氣原理如圖1所示。當系統進行正常運行的狀態下，兩個開關都置于打開狀態。所以，光伏發電系統和電網同時能夠進行電力輸送。如果電源出現了某些問題而發生供電故障問題，開關S1處于斷開狀態，而開關S2處于閉合狀態，并且該兩個負載會與光伏發電系統結合從而形成孤島。由光伏發電系統輸送到輸電線中的電能質量必須符合國家的相關要求。此外，光伏發電系統需要有效地應對電網可能造成的電路故障、電流干擾、電網故障等一系列情況。在電網系統中，光伏發電系統對其影響通常有以下幾方面：電能輸送到局部負荷并被迅速消耗，用戶設備的正常、完全依賴于電能的質量好壞；非常容易形成孤島的狀態；頻率變化會較大程度上對用戶用電產生故障。由于受到線路內部各種因素的影響，所以使得電力系統的電壓和頻率都受到了不同程度的影響，而產生一些不利影響。在光伏發電系統中的并網點可以設置為測試點，如圖1所示，以審核所測量的光伏發電系統的整體性能。并參照測試內容獨立研發測試平臺進行相關測試內容，根據具體情況制定現場檢測方法。干擾發生器采用改變發電系統的側電壓和頻率來模擬欠壓、過壓、欠頻和過頻的狀態。防孤島檢測裝置通過三相獨立可調的并聯線路模擬本地負載。在光伏發電系統和電網并網點之間進行平臺的并連接。同時為了提高擾動裝置的電壓和頻率變化的準確性和高效性，擾動裝置將傳統的開環控制模式更換為閉環控制模式和智能控制模式。簡單的開環控制將造成電壓和頻率在動態負載狀況下，得不到精確的控制。因此，通過結合智能控制模式來測試負載電流，并實現頻率控制點和電壓的預測以實現控制效果。

3現場檢測分析

本文針對容量為400kW，接入電壓為450V的屋頂光伏發電系統為例，對其現場檢測結果做出討論分析。這類型光伏發電系統具有三個并網單元，即兩個100kW并網單元和一個200kW并網單元。而100kW并網機組由一臺100kW逆變器組成，200kW并網機組由一臺100kW逆變器和兩臺50kW并聯逆變器共同組成。

3.1電壓/頻率異響性能檢測

以200kW并網機組的電壓擾動試驗為例對電壓/頻率異響性能做出分析。根據檢測結果可以得出結論：兩臺逆變器的性能不相同，兩臺逆變器的工作時間都有順序進行。通過分析可以發現這是由于不同控制程序在逆變器的作用不同所導致的。當并聯使用不同類型的逆變器時，建議應注意電站的設計過程，以保證不改變其相應的整體性能。

3.2防孤島保護性能檢測

根據表1中的數據，能夠得到：隨著功率因數的變化，防孤島保護性能也體現出變化趨勢。當功率因數為1時，在電網斷電后，孤島的存在并沒有被逆變器檢測到，并且逆變器仍然正常工作，證明在功率因數為1時，孤島狀態存在一個盲點，因而不能被逆變器所檢測到。在功率因數為0.94的情況下，100kW逆變器將首先打開開關，而200kW逆變器將在一段時間后才打開開關。當功率因素為0.17時，設備的兩個逆變器都將停止工作。這種特殊的現象體現出逆變器并聯運行時的防孤島保護特性。并且存在兩個特性：①當逆變器能夠單獨運行時，逆變器的防孤島性能較好，能夠符合運行要求。如果兩個逆變器并聯運行，則會因為逆變器之間產生相互干擾，而造成防孤島保護性能大大降低。所以說逆變器的并聯運行會顯著地影響防孤島保護性能的好壞。②當電網斷電后，如果其中一個逆變器能夠檢測到孤島存在，并且將開關打開，則電站的輸出功率與負載功率不相符。而另一臺逆變器將檢測孤島的存在并斷開開關。逆變器的并聯運行能夠加強孤島檢測準確性，有效保障了防孤島保護性能。

3.3電能質量

依照搜集到的并網單元的電能質量檢測結果，能夠了解到：系統的最低輸入電壓應高于450V，并且要大于逆變器的額定工作電壓350V，所有并網點的功率因數、電壓、頻率和三相電壓等不平衡度均可以滿足電網要求標準。交流電流的分量大約為1%，并網點的各種諧波都能夠滿足規定。

4結語

綜上所述，本文針對分布式光伏系統的現場檢測技術進行研究，全面地分析了所得到的測量數據，可以總結出如下的幾點意見和問題：①經過系統的介紹光伏發電系統的檢測技術，檢驗了現場檢測技術在光伏發電系統中應用的適用性和可靠性，同時在操作過程中還發現了一些電網中的問題，佐證了檢測的作用和關鍵作用，實現了本文的目的，并能夠為今后電網標準的制定提供數據參考和借鑒。②現場檢測技術可以使光伏發電系統的完善和制定更加科學合理，如果在測試中出現光伏陣列的輸出功率大于了系統的額定功率，因此要滿足系統設計的功率需求，在此基礎上進行光伏模塊的正偏差分析，從而保障光伏逆變器的正常運行。③測量點的電壓和頻率異響性能和防孤島保護性能在現場檢測中的結果不太能令人滿意，然而通過實驗室的重新檢測，其已能夠符合標準。因此證實，現場測試不可以盲目信任，也不能忽視實驗室測試的作用，這反映了需要將實驗室檢測和現場檢測結合的重要性。

參考文獻

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作者：周可 單位：廣東華矩檢測技術有限公司