从入门到精通！光伏电站并网的关键技巧都在这里了
从入门到精通！光伏电站并网的关键技巧都在这里了
在能源转型的大背景下，光伏电站作为可再生能源的重要组成部分，其发展势头迅猛。随着光伏技术的不断进步和装机容量的快速增长，光伏电站的并网问题日益受到关注。正确理解和满足光伏电站的并网要求，选择合适的并网方式以及掌握先进的并网技术种类，对于确保光伏电站的安全、稳定运行以及实现与电网的高效互动至关重要。
一、光伏电站并网要求与标准
- 设计与建设规范
光伏电站的设计和建设必须遵循国家相关的标准和规范，如《光伏发电接入配电网设计规范》、《光伏电站接入电力系统设计规范》等。这些标准对光伏电站的接入方式、电能质量、安全保护等方面提出了明确要求，确保光伏电站在接入电网后不会对电网的稳定运行和电能质量造成负面影响。
- 电能质量要求
（1）谐波和波形畸变
光伏电站接入电网后，公共连接点的谐波电压应满足《电能质量公用电网谐波》GB/T14549 的规定。严格控制谐波含量，有助于减少对电网中其他设备的干扰，保证电网的稳定运行。
（2）电压偏差
公共连接点的电压偏差应满足《电能质量供电电压偏差》GB/T12325 的规定。35kV 及以上公共连接点电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的 10%，20kV 及以下三相公共连接点的电压偏差为标称电压的 +7%。保持合理的电压偏差范围，可确保用户的用电安全和设备的正常运行。
（3）电压波动和闪变
公共连接点处的电压波动和闪变应满足《电能质量电压波动和闪变》GB/T12326 的规定。光伏电站单独引起公共连接点处的电压变动限值与变动频度、电压等级有关。同时，光伏电站在公共连接点单独引起的电压闪变值也需根据安装容量占供电容量的比例以及系统电压，按照规定进行处理。
（4）电压不平衡度
公共连接点的三相电压不平衡度应不超过《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543 规定的限值。其中，由光伏电站引起的负序电压不平衡度应不超过 1.3%，短时不超过 2.6%。维持良好的电压平衡度，可减少设备损耗，提高电网的可靠性。
（5）直流分量
光伏电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的 0.5%，对于不经过变压器直接接入电网的光伏电站，因逆变器效率等特殊因素可放宽到 1%。严格控制直流分量，可防止对电网中的变压器等设备造成不良影响。
（6）功率因数
大型和中型光伏电站的功率因数应能够在 0.98（超前）~0.98（滞后）范围内连续可调，且应具备根据并网电压水平调节无功输出，参与电网电压调节的能力。小型光伏电站在不同输出功率范围内也有相应的功率因数要求。合理调节功率因数，有助于提高电网的稳定性和电能质量。
二、光伏电站并网方式
- 小型并网光伏电站
户用屋顶光伏等小型并网光伏电站并网方式相对简单。光伏方阵通过汇流箱接到直流防雷开关、并网逆变器、交流防雷开关等设备后，直接接入电网。可通过 “净电表计量” 和 “上网电价” 两种方式接入电网。“净电表计量” 将输出端接在进户电表之后，用户使用的电量为光伏电站发电量与电网供电量之差；“上网电价” 将输出端接在进户电表之前，光伏电站发出的多余电能可以卖给电网，获得相应的上网电价收益。
- 大中型光伏电站
大中型光伏电站由于光伏组件数量众多，并网方式更加复杂。光伏方阵发出的电能经过直流配电柜后与逆变器相连，逆变器将直流电转换为交流电后，再通过交流配电柜和升压变压器接入高压电网。在接入过程中，需选择合适的升压变压器连接方式，以隔离逆变系统产生的直流分量和谐波分量。同时，还需要配置完善的保护、计量、监控和通信系统，确保电站的安全稳定运行和高效管理。
三、光伏电站并网技术种类
- 单相并网与三相并网
单相并网适用于小型分布式光伏系统，通过单相逆变器将直流电转换为交流电，并将电能输入到单相电网中。三相并网适用于大型分布式光伏系统，通过三相逆变器将直流电转换为交流电，并将电能输入到三相电网中。根据不同的系统规模选择合适的并网方式，可提高系统的效率和稳定性。
- 无功控制技术
通过调节逆变器的功率因数来控制无功功率的注入，满足电网的无功需求。这对于维持电网稳定和提高系统运行效率非常重要。大型和中型光伏电站应具备根据并网电压水平调节无功输出的能力，以更好地参与电网电压调节。
- 并网保护技术
包括过电压保护、过电流保护、频率保护等，用于保护分布式光伏系统和电网免受异常电网条件的影响。在光伏电站并网过程中，配置可靠的保护装置可及时切断故障电流，防止事故扩大，保障系统的安全运行。
- 防逆流技术
用于防止分布式光伏系统的电能倒流到电网中，确保电网的安全和稳定运行。特别是在一些特定的应用场景中，如离网型光伏系统与电网并联运行时，防逆流技术尤为重要。
- 智能控制技术
通过集成监测、通信和控制系统，实现对分布式光伏系统的远程监测和控制。优化发电效率、故障诊断和维护管理，提高系统的智能化水平和运行可靠性。
- 断路器技术
通过断路器，实现对光伏电站的快速断开和重新连接，应对电网故障或维护需求。选择合适的断路器类型和参数，可确保在故障发生时迅速切断电源，保障系统和人员的安全。
- 并网规模化管理技术
针对多个分布式光伏电站进行整体管理和调度，实现对电力系统的有效调度和优化。随着分布式光伏电站的数量不断增加，并网规模化管理技术可提高电网的稳定性和能源利用效率。
四、系统调试与测试及并网审查与验收
- 系统调试与测试
（1）设备调试
对逆变器进行参数设置和调试，包括输出电压、频率、限制等设置，确保逆变器正常工作。安装和调试监控系统，确保可以实时监测电站的运行状态、发电量等信息。校验电表的准确性，确保电站发电量的计量准确。
（2）电站安全检查
检查电站设备的接线是否正确、牢固，确保电气安全。检查设备的接地是否良好，防止漏电等安全隐患。检查防雷装置、保护设备等是否齐全并正常工作。
（3）性能测试
对光伏板进行 I-V 曲线测试，评估其输出功率和性能特性。测试逆变器的效率，包括转换效率、稳定性等指标。测试电站的总输出功率，验证其与设计值的符合度。
（4）系统稳定性测试
对系统进行长时间的稳定性测试，观察其在不同工况下的运行情况，确保系统稳定可靠。模拟不同天气条件下的运行情况，检验系统的适应能力。
（5）接口测试
与电网接口进行测试，验证电站并网时的电流、电压、频率等参数是否符合要求。与配电系统接口测试，确保电站可以与配电系统正常连接并供电。
（6）数据记录与分析
记录调试和测试过程中的数据和参数，建立电站运行档案。对测试数据进行分析和评估，发现潜在问题并及时解决。
（7）调试报告
撰写系统调试与测试报告，包括调试过程、测试结果、存在的问题及解决方案等内容。报告作为电站并网审查和验收的重要依据。
- 并网审查与验收
（1）申请提交
在完成电站建设和调试后，向当地电力部门提交并网申请。
（2）资料准备
准备完整的电站建设和调试资料，包括工程设计文件、施工图纸、设备购置清单、调试测试记录等。
（3）技术审查
电力部门对电站的技术方案、设备选型、施工质量等进行审查，确保符合相关标准和规定。审查包括电站的结构设计、电气设计、设备选型是否符合要求，是否满足并网要求等。
（4）设备验收
对电站的设备进行技术验收，包括光伏板、逆变器、监控系统等设备的性能检查。验收内容包括设备的质量、参数是否符合要求，是否存在缺陷或故障。
（5）接口测试
进行与电网接口的测试，验证电站并网时的电流、电压、频率等参数是否符合电网要求。测试包括主要设备的接线是否正确、接地情况等。
（6）安全检查
对电站的电气安全进行检查，包括设备接线是否牢固、接地是否良好等。检查电站的防雷装置、保护设备等是否齐全并正常工作。
（7）数据验证
验证电站的监控系统是否实时监测电站的运行状态、发电量等信息。对监控系统的数据进行验证，确保数据准确可靠。
（8）现场验收
电力部门组织现场验收，对电站设备和运行情况进行综合评估。验收内容包括设备的外观质量、运行参数是否正常、安全措施是否到位等。
（9）审查意见和整改
根据审查和验收的结果，提出意见和建议，对存在的问题进行整改。确保电站符合并网要求和安全运行要求。
（10）并网手续办理
完成审查和验收后，办理电力系统接入手续，包括签订接入协议、领取接入许可证等。正式完成电站的并网手续，接入电网进行发电。
五、尾声
综上所述，光伏电站的并网要求、标准、方式以及技术种类是确保光伏电站安全、稳定运行并与电网高效互动的关键因素。在光伏产业快速发展的今天，投资者和从业者应充分了解并遵循相关要求和标准，选择合适的并网方式和技术种类，加强系统调试与测试以及并网审查与验收工作，以确保光伏电站的顺利接入和高效运行。
同时，随着技术的不断进步和政策的持续优化，光伏电站的并网技术将不断创新和完善，为推动可再生能源的发展和能源转型做出更大的贡献。