中国工业园大型光伏屋顶电站的应用与研究

网系统结构如下图：

　　图4-2 兴业园并网设计结构图

　　4.2.3 接入容量与负荷匹配分析

　　确立了基本的并网系统方案后，需要对用户并网侧进行接入容量和负荷匹配分析，以验算并网方式的安全性和可靠性，根据统计负荷、地域分配和发电量综合分析，得下表：

　　表4-2 光伏系统并网接入容量与负荷匹配

　　说明：根据系统效率和运行经验值，实际的光伏交流输出按光伏额定容量的90% 计算。

　　由上可见用户侧低压接入的光伏容量都不会超过预测负荷，其交流输出按所占原变压器容量不超过62%，正常工作下光伏所发电能将全部被负载消耗掉，这保证了整个配电系统的安全运行。而且能做到确保负载率较低时，尽量不出现逆流现象。

　　4.3 解决方案与创新特点

　　4.3.1 电能质量

　　为解决光伏电站并网的谐波问题，在2# 厂房升压站设置一套动态有源滤波装置，采用西班牙进口动态有源滤波器，对大小和频率都变化的谐波进行补偿，降低谐波率。

　　针对光伏电站出力瞬时变化性大而引起电压波动问题，本项目创造性地引用削峰填谷的智能微电网系统，通过控制蓄电池储能系统的充放电调整节点能量变化波动，从而稳定其向外输出特性。详情请见第五章。

　　4.3.2 可调度性

　　对于10KV 并网电力上网的光伏系统，建立强大的监控系统和综合自动化系统，不仅配置常规的光伏电站监测信息量，发电量信息均通过光纤传送至电网上一级变电站。为更好地响应上级变电站的调度指令，本系统通过先进的监控技术控制每台逆变器的功率输出，调节其有功大小，从而实现自动控制有功输出功能，而光伏电站常规的控制方式是在每个逆变器回路设置接触器，通过二次系统控制其开断，这种方式的启停往往对逆变器损害较大，且不能实现单台逆变器的平滑调节，因此新型监控方式的应用才真正实现光伏电站的可调度性，继而解决电站对电网运营的不良影响。

　　4.3.3 逆功率控制系统

　　对于用户侧低压并网系统，保证系统安全是非常重要的，因此本工程设置了逆功率保护系统。本工程1，3，4，5# 厂房均为低压并网，在每个并网点均设置万能框架式断路器，断路器可通过监控系统控制其关断，另在变压器二次侧低压出线关口设置逆功率检测装置，当一旦检测到光伏发电大于负载用电时，监控系统立即切断并网回路停止发电（或将低压并网部分切换至升压系统），以保证电网和变压器的安全运行。

　　4.3.4 两种运行模式

　　对于工业园区不同生产时段实现不同的运行模式，以达到最大的经济效益。

　　由上章分析可知本工程采取用户侧低压并网和升压卖电的综合并网方式，且低压部分设置逆功率保护装置，为充分利用太阳能资源，当用户侧并网部分出现剩余电力时，我们设计自动切换的模式将其转至升压模式。

　　对于2# 厂房升压并网系统，当园区用电量小时，应尽可能多的将电力送上网；当园区用电量大时，上网卖电价格比自身用电贵，应尽可能多地将电力并网低压网络，在综合考虑线路和设备投资成本情况下，本工程在2# 厂房升压站设计250KW 光伏子系统双电源自动切换柜，当厂区用电量大时，子系统在并在低压电网，供2，4# 厂房设备供电（自用电比卖电贵）；当厂区用电量小时，监控系统将双电源切换至升压系统，子系统并在10KV 电网上卖电产生收益（比停止发电效益好）。

　　不同模式的切换使得电站系统能运行在最经济状态，实现收益最大化。

　　4.3.5 无线监控系统

　　集中连片式光伏电站一般采取分散布置集中监控的方式，即电站分若干子系统和发电区域，每个区域由若干逆变器及开关柜组成，传统的监控系统是将所有逆变器、环境监测仪、逆功率检测装置等通过485 通讯电缆连接起来送一至监控中心，这种方式一方面增加大量电缆成本和施工工程量，另一方面传输距离有限（485 有线传输一般为1200m），为解决上述两大问题，本工程设置珠海兴业自主研发的无线通讯监控系统。在每个发电区域配置一个光伏无线发射器，通过485 通讯搜集逆变器和各类传感器数据，空中发送至监控中心的接收器，同时接受监控中心指令，执行相应的动作，实现光伏系统的无线监控。

　　5. 智能微电网的必然选择

　　通过第三章3.3 条可知，光伏电站等分布式新能源发电并网存在并网电能质量低、可调度性差以及安全性能低等重大缺陷。

为解决上述问题，由中国兴业太阳能技术控股有限公司研发了智能微电网系统。它以交流母线为基础，由光伏发电子系统、储能子系统、能量管理系统、光纤通信、各类智能开关仪表及负荷组成，智能微电网与大电网通过可控开关连接，每个光伏子系统并网点设置相应容量