发电厂内光伏电站并网侧电源安全运行的探讨

发电厂内光伏电站并网侧电源安全运行的探讨

李川军

  陕西德源府谷能源有限公司    719400

摘要：随着发电厂内光伏发电项目的建设、调试、投产和运行，光伏电站的运营、维护、托管成为重点课题，其中光伏电源并网侧电源的运维显得尤为重要。基于此，对发电厂内光伏电站并网侧电源安全运行进行研究，以供参考。

关键词：光伏电站；侧电源；安全运行

引言

节能环保与可持续发展是当今时代发展的主题，太阳能、光伏技术等清洁能源开发力度加大，在此形势下，光伏电站组件及运行方式组合逐渐增多，并呈现出多元化特征。光伏电站运行情况受组件、运行方式、气象条件影响，为提高光伏电站出力稳定性，需结合光伏电站实际情况选择最佳组件与运行方式组合，并制定行之有效的容量优化配置方案，以此减缓出力波动。

1选择光伏组件与运行方式

光伏电站可结合实际情况选择不同的运行方式组合及光伏组件类型，现阶段较为常用的光伏组件有多晶硅、单晶硅、碲化镉、非晶硅等，而运行方式组合有双轴跟踪、单轴跟踪、季节调角与固定倾角等。考虑到光伏电站发电运行情况取决于组件固有发电特征、区域光伏资源属性、运行方式，为实现稳定发电，需对上述因素进行有效控制。此外，运行方式、光伏组件等同样可影响光伏电站的建设成本及日常运维成本。对于光伏电站而言，需合理选择光伏组件及运行方式组合，并结合现有条件确定容量优化配置方案。光伏电站应根据自身实际情况选择适宜的组件类型及运行方案组合，此时需优先选择同类型组合，如固定式最佳倾角等。同类型光伏组件的初始投资相同，仅跟踪范围与安装倾角存在差异，此时应以土地价格、占地面积、实测发电量数据为依据，计算同类型光伏组合的土地成本、发电收益差值，而差值最大组合则为该类型光伏组合的最优选择。同

2光伏配置的安全影响因素分析

2.1电压波动

光伏发电装置的实际输出功率随着光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜间几乎无光照后输出功率基本为零。而实际运行中，太阳光照强度的变化过程是一个平缓持续的过程，光伏发电项目送出功率变化引起系统侧的电压水平的变化同样较为缓慢，从发电实际工况曲线也可看出，光伏电站接入厂用电系统所导致的系统侧电压波动和闪变均可满足要求。

2.2谐波污染

分布式光伏电源供出的直流电须经由逆变器逆变成交流电，方可并入系统，而接入电网的逆变器含有大量的电力电子元器件，逆变器元件的频繁开通与关断会产生大量谐波分量，进而引起厂用系统的谐波污染。这一问题随着电力电子技术的不断发展及控制方法的成熟，特别是基于PWM逆变技术的应用，逆变器的输出特性已大为改观，输出电能已基本能够满足电能质量的要求，但仍需要采取降低谐波源的谐波含量，以及利用滤波器进行滤波等措施来抑制谐波，使产生的谐波电压(电流)满足条件。

2.3光伏非计划性孤岛

分布式光伏引起的非计划性孤岛运行可能对电网负载或人身安全造成危害。电力孤岛区的供电电压与频率出现不稳定，电网恢复供电时会引起较大的电流冲击。另外，厂用电母线系统检修期间要将分布式光伏发电作为安全风险点纳入计划检修管理，否则将直接对检修人员人身安全产生威胁。作为运行与检修部门，要加强分布式光伏发电的管理，如在厂用电系统接线图中注明光伏电源的项目，工作票系统中将光伏电源作为安全风险点，现场安全措施应考虑光伏电源的隔离，现场开工作业时告知光伏发电可能来电的方向等。

2.4继电保护与安全自动装置

分布式光伏接入厂用电系统运行，需对并网运行的分布式光伏系统配置相关的继电保护装置和故障解列等安全装置。当分布式光伏线路本身或分布式光伏所接入的厂用系统发生故障，所配置的防孤岛保护应能可靠动作，及时切除故障点，保证动作时间与厂用快切装置的时间配合，从而确保供电质量，减少厂用系统设备的损坏以及对于检修人员的人身威胁。

3日常操作说明

3.1光伏并网分合闸采用DCS遥控方式

光伏并网开关分合闸操作采用DCS遥控方式，具体操作由新能源部通知副值长，副值长下令当班电气人员执行。

3.2厂用电切换及母线检修操作规定

(1)机组启动。机组正常启动前，光伏并网开关所在段母线由6kV备用电源供电。应在6kV厂用电切换前，通知新能源部停用该段母线光伏系统；待厂用电切换至工作电源供电正常、系统稳定后，通知新能源部投入该段光伏系统。（2）母线检修。厂用6kVA(B)段母线需要停运检修，应提前通知新能源部将该段母线上所属厂区光伏系统可靠隔离；停用该段母线上6kV光伏并网开关，并将其拉至试验位置，验明开关下桩头三相无电后合上接地闸刀。

4事故及异常处理建议

(1)当机组或厂用电系统发生异常需要立即进行厂用电切换操作时，可直接拉开该段光伏并网开关，汇报副值长并通知新能源部对该段光伏系统进行检查和操作。(2)当光伏并网开关运行中发生跳闸时，不得再次强行合闸，应检查保护动作情况，记录跳闸时间，并联系新能源部处理。(3)当机变保护动作时，厂用电快切装置动作切换厂用电，应检查光伏并网开关是否按规定跳闸；如未跳闸，可直接拉开光伏并网开关置“禁操”，通知新能源部对该段厂区光伏进行处理。

5电站运维管理提升

5.1提高运维从业人员的素质

配置足够的专业技术人员是光伏电站长期安全稳定运行的保障。结合电站特点和人员配备情况，科学合理地建章立制，及时掌握电站的运行状态和消除潜在的安全隐患，确保光伏电站安全平稳运行。对于电站配备的技术人员经验有限，需要定期委托运维经验丰富的专业技术人员对运维操作人员进行现场操作技能和故障判断分析的培训，尤其是对电站新进人员的培训，使其了解和掌握光伏发电系统的工作原理、电站设备的性能参数、设备故障的排除方法和日常巡检的检查重点等，提高运维从业人员的专业技能，初步具有判断故障产生的原因和消除故障的能力。

5.2优化设备布置的设计方案

在开展电站设计时，应针对电站投运后可能存在的组件松动、热斑隐裂、直流电缆接触不良等组件问题，以及模块老化、通风散热不佳造成的逆变器故障，组串接地不良、电缆绝缘皮破损老化、线路短路、瞬时过流保护等直流电缆的故障，需要合理地选择设备型号和设计方式，降低故障发生频率。应结合屋顶既有设备位置、拟接入的配电间位置、建筑阴影遮挡情况等，合理优化组件、逆变器、电缆、桥架的排列布置方式，设置必要的运维巡查通道和设备检修平台，在避免阴影遮挡、便于运维检修的前提下尽量布置足够多的组件。彩钢瓦屋面铺设的组件应合理抬高支架导轨的高度，留有足够的通风空间，同时清除阻挡风道的杂物，降低组件背部温度从而提高系统效率。

结束语

安全管理是工程项目中的首要关键，任何工程项目的建设都需要加大对细节的管控，尽可能降低安全隐患存在的可能。因此精准识别危险源并针对性地提出解决措施是下一阶段发电站需要推进的主要工作。光伏发电与传统的发电形式有一定的区别，所以在管理上也应该在传统的基础上进行一定的创新与完善，要对工程施工、机械运用以及后期调试等环节进行详细监督，以此满足建设质量以及施工安全的需要。

参考文献

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