【文章內(nèi)容簡介】 不利影響 ? 本報告將從諧波 ? 電壓波動和閃變 ? 電壓不平衡度及直流分量等方面進(jìn)行計算分析 ,確定兩個并網(wǎng)方案下 XX20MWp 光伏電站對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響 ? 20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 14 需要說明的是 ,光伏電站電能質(zhì)量分析的基礎(chǔ)是逆變器的性能參數(shù) ? 本報告以下的分析計算均基于中 節(jié)能光伏工程技術(shù)中心提供的相關(guān)資料 ? 諧波 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能 ,再通過并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率 ? 同相位的正弦波電流 ,并入電網(wǎng) ,在將直流電能經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電能的過程中 ,會產(chǎn)生大量諧波 ? 本報告按國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 (GB/T1454993)》來校核太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波對系統(tǒng)的影響 ? 此標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)稱電壓 20kV的電壓總諧波畸變率限值為 %,標(biāo)稱電壓 110kV 的電壓總畸變率限值為 %? 根據(jù)諧波計算結(jié)果 (詳見《 XX20MWp 太陽能光伏電站一次接入系統(tǒng)專題研究》 (32X05481KX)),兩個方案 PCC 點(diǎn)總電壓波形畸變率均小于 %,能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于公用電網(wǎng)諧波電壓限值的規(guī)定 ? 逆變器在輸出額定交流功率時 ,各次諧波電壓含有率也在要求的范圍內(nèi) ,但兩個方案注入 PCC 點(diǎn)的 5? 7? 11? 13次諧波電流均超過允許值的規(guī)定 ? 建議本工程對擬采用的逆變器的濾波性能加以改進(jìn) ,同時在本工程發(fā)電裝置并網(wǎng)時 ,對實(shí)際注入 PCC 點(diǎn)的諧波電流 (電壓 )需按規(guī)定測量方法進(jìn)行測量 ,并相應(yīng)地加裝濾波裝置以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定 ? 電 壓波動及偏差 太陽能光伏發(fā)電裝置的實(shí)際輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化而變化 ,除設(shè)備故障因素以外 ,發(fā)電裝置輸出功率隨日照 ? 天氣 ? 季節(jié) ? 溫度等自然因素而變化 ,輸出功率極不穩(wěn)定 ? 根據(jù)《供電電壓偏差》 (GB/T123252020)規(guī)定 :20kV 供電電壓允許偏差值的范圍為標(biāo)稱電壓的 +7%~7%。110kV 供電電壓正 ? 負(fù)偏差絕對值之和不超過標(biāo)稱電壓的 10%? 根據(jù)《電能質(zhì)量 電壓波動和閃變》 (GB/T123262020)要求 :對于 20kV 系統(tǒng) ,電壓波動的范圍不應(yīng)超過 %~4%。對于 110kV 系統(tǒng) ,電壓波動范圍 不應(yīng)超過1%~3%? 本報告考慮在最嚴(yán)重情況下 ,按以上標(biāo)準(zhǔn)來校核太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)對系統(tǒng)電壓的影響 ? 光伏發(fā)電裝置接入系統(tǒng)后 ,當(dāng)輸出功率從 20MW(最大輸出功率 )降低到零的時候 , 估算小方式下 PCC 點(diǎn)的電壓變化值 ? 20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 15 對于方案 1 和方案 2,PCC 點(diǎn)的電壓變化值分別為 %? %,電壓變化較小 ? 實(shí)際運(yùn)行時光照的變化一般為漸變過程 ,光伏電站功率變化引起的電壓波動及電壓偏差應(yīng)小于此估算值 ? 因此 ,可認(rèn)為本工程光伏發(fā)電系統(tǒng)引起的電壓波動及偏差在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍以內(nèi) ? 電壓不平衡度及直流分量 根據(jù)中節(jié)能 光伏工程技術(shù)中心提供資料 ,本工程采用的 Powerone 光伏逆變器交流輸出電力不存在電壓不平衡情況 ? 本工程采用逆變器中未集成隔離變壓器 ,但交流側(cè)輸出電流中的直流分量較小 ,僅為基波的 %,小于《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定 (試行 )》中規(guī)定要求值 。逆變后又經(jīng)過隔離變壓器升壓至 20kV,電站內(nèi) 20kV輸出側(cè)的直流分量近似為零 ? 電壓 /無功調(diào)節(jié) 根據(jù)國網(wǎng)公司光伏電站接入系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 ,本工程光伏電站的功率因數(shù)應(yīng)能夠在 (超前 )~(滯后 )范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào) ? 在其無功輸出范圍內(nèi) ,應(yīng)具備 根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平調(diào)節(jié)無功輸出 ,參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的能力 ,其調(diào)節(jié)方式 ? 參考電壓 ? 電壓調(diào)差率等參數(shù)應(yīng)可由電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)程設(shè)定 ? 由于本光伏電站注入 PCC 點(diǎn)的部分奇次諧波電流 (5? 7? 11? 13 次 )不滿足國標(biāo)要求 ,且考慮光伏電站低出力方式下 ,由于站內(nèi)無功損耗 ,可能導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)較低 ,本期光伏電站需裝設(shè)少量無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行諧波治理 ,并滿足并網(wǎng)功率因數(shù)考核要求 ,具體補(bǔ)償容量宜結(jié)合光伏電站并網(wǎng)后諧波實(shí)測情況及 XX 當(dāng)?shù)毓╇姽具\(yùn)行要求確定 ? 其它技術(shù)要求 為滿足光伏電站自身以及電網(wǎng)的運(yùn)行安全 ,光伏電站接入 系統(tǒng)還應(yīng)滿足功率控制和電壓調(diào)節(jié)要求 ? 電網(wǎng)異常時的響應(yīng)特性要求 ? 安全與保護(hù)要求 ? 通用技術(shù)要求 ? 通信與信號要求等等 ? 具體要求參見《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》相應(yīng)章節(jié)中關(guān)于中型光伏電站的部分 ? 小結(jié) 根據(jù)計算分析 ,電力系統(tǒng)部分有如下主要結(jié)論和建議 : (1)從 XX20MWp 周邊供電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃出發(fā) ,依據(jù)相關(guān)規(guī)定 ,20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 16 提出兩個專線并網(wǎng)方案 ,即方案 1(以 20kV 電壓等級專線接入 220kV 興陽變 ,從光伏電站 20kV 匯流母線新建 1 回 20kV 線路送出電力 ),方案 2(以 110kV 電壓等級專線接入 220kV 興陽變 ,將光伏電站 20kV 匯流電力升壓為 110kV,再新建 1 回110kV 線路送出電力 )? 經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較分析 ,兩個方案都是可行的 ,且各有優(yōu)劣 ? (2)根據(jù)中節(jié)能光伏工程技術(shù)中心提供的逆變器資料 ,本項目光伏電站接入系統(tǒng)所引起的部分奇次諧波電流不符合國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ,需對擬采用逆變器濾波性能加以改進(jìn) ,或在加裝相應(yīng)濾波裝置進(jìn)行諧波治理 ? (3)根據(jù)中節(jié)能光伏工程技術(shù)中心提供的資料 ,本項目光伏電站接入系統(tǒng)所引起電壓波動和閃變 ? 電壓不平衡度及直流分量等電能質(zhì)量影響均符合國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ? (4)根據(jù)國家電網(wǎng) 公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定要求 ,本項目光伏電站的功率因數(shù)應(yīng)能夠在 (超前 )~(滯后 )范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào) ? (5)由于本光伏電站注入 PCC 點(diǎn)的部分奇次諧波電流不滿足國標(biāo)要求 ,且考慮光伏電站低出力方式下可能導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)較低 ,本期光伏電站需裝設(shè)少量無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行諧波治理 ,并滿足并網(wǎng)功率因數(shù)考核要求 ,具體補(bǔ)償容量宜結(jié)合光伏電站并網(wǎng)后諧波實(shí)測情況及 XX 當(dāng)?shù)毓╇姽具\(yùn)行要求確定 ? (6)為滿足光伏電站自身以及電網(wǎng)的運(yùn)行安全 ,光伏電站的電壓 ? 頻率響應(yīng)特性等還應(yīng)滿足國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定的 要求 ? (7)建議加強(qiáng)對太陽能光伏發(fā)電站的運(yùn)行管理 ? 由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率不穩(wěn)定 ,本工程光伏電站實(shí)際并網(wǎng)后 ,建議安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置對其諧波電流 (電壓 )進(jìn)行測量 ,監(jiān)測其是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定 ? 20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 17 3 資源綜合利用分析 資源 利用 太陽能資源概況 地球上太陽能資源的分布與各地的緯度 ? 海拔高度 ? 地理狀況和氣候條件有關(guān) ? 資源豐度一般以全年總輻射量和全年日照總時數(shù)表示 ? 就全球而言 ,美國西南部 ? 非洲 ? 澳大利亞 ? 中國西藏 ? 中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時數(shù)最大 ,為世界太陽能資源最豐富地區(qū) ? 我國屬太陽能資源豐富的國家之一 ,全國總面積 2/3 以上地區(qū)年日照時數(shù)大于 2020 小時 ? 圖 31 我國太陽能資源分布 我國將圖 31 中日照輻射強(qiáng)度超過 9250MJ/m2 的西藏西部地區(qū)以外的地區(qū)分為五類 ? 一類地區(qū) :全年日照時數(shù)為 3200~3300 小時 ,年輻射量在 7500~9250MJ/m2?相當(dāng)于 225~285kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量 ? 主要包括青藏高原 ? 甘肅北部 ?寧夏北部和新疆南部等地 ? 二類地區(qū) :全年日照時數(shù)為 3000~3200 小時 ,年輻射量在 5850~7500MJ/m2,相當(dāng)于 200~225kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量 ? 主要包括河北西北部 ? 山西北部 ?項目 所在地 20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 18 內(nèi)蒙古南部 ? 寧夏南部 ? 甘肅中部 ? 青海東部 ? 西藏東南部和新疆南部等地 ?此區(qū)為我國太陽能資源較豐富區(qū) ? 三類地區(qū) :全年日照時數(shù)為 2200~3000 小時 ,年輻射量在 5000~5850 MJ/m2,相當(dāng)于 170~200kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量 ? 主要包括山東 ? 河南 ? 河北東南部 ? 山西南部 ? 新疆北部 ? 吉林 ? 遼寧 ? 云南 ? 陜西北部 ? 甘肅東南部 ? 廣東南部 ? 福建南部 ? 江蘇中北部和安徽北部等地 ? 四類地區(qū) :全年日照時數(shù)為 1400~2200 小時 ,年輻射量在 4150~5000 MJ/m2?相當(dāng)于 140~170kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量 ? 主要是長江中下游 ? 福建 ? 浙江和廣東的一部分地區(qū) ,春夏多陰雨 ,秋冬季太陽能資源還可以 ? 五類地區(qū) :全年日照時數(shù)約 1000~1400 小時 ,年輻射量在 3350~4190MJ/m2?相當(dāng)于 115~140kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量 ? 主要包括四川 ? 貴州兩省 ? 此區(qū)是我國太陽能資源最少的地區(qū) ? 一 ? 二 ? 三類地區(qū) ,年日照時數(shù)不小于 2200h,是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū) ,面積較大 ,約占全國總面積的 2/3 以上 ,具有利用 太陽能的良好條件 ? 四? 五類地區(qū)雖然太陽能資源條件較差 ,但仍有一定的利用價值 ? 當(dāng)?shù)靥柲苜Y源概況 XX 氣象局沒有觀測當(dāng)?shù)亟暝缕骄柨傒椛淞考霸缕骄柨傒椛鋸?qiáng)度 ? 只提供了鹽城地區(qū)某個氣象站點(diǎn)多年年平均太陽輻射量 ,原始數(shù)據(jù)為 千卡 /厘米 ,據(jù)此數(shù)據(jù)推算出的年平均太陽輻射量為 :4922 MJ/ 光伏可研通常以美國宇航局 (NASA)提供的衛(wèi)星觀測資料作為本階段設(shè)計的參考 ? NASA 提供的 XX 縣各月平均峰值日照時數(shù) (1983 年 7 月 ~2020 年 6)見表31? 表 31 XX 各月平均峰值日照時數(shù) kWh/m2/day Lat Lon Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual Average 22year Average 根據(jù) NASA 提供的太陽輻射數(shù)據(jù)可計算出多年平均太陽輻射量 5282 MJ/? NASA 提供的太陽輻射資料是通過太空衛(wèi)星觀測后再換算成地面數(shù)據(jù) ,會與20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 19 地面直接測量數(shù)據(jù)之間存在一定的誤差 ,XX 氣象站總輻射量觀測數(shù)據(jù)與 NASA之間的誤差詳見表 32,通過表中可以看出誤差較大 ? 因此 ,本項目以 XX 氣象局提供的多年平均太陽輻射量 4922 MJ/ 作為設(shè)計依據(jù) ? 建設(shè)光伏電站結(jié)論 XX 地區(qū)年平均日照 小時 ,多年平均太陽輻射量 4922 MJ/m2a,屬我國第三類太陽能資源區(qū)域 ? XX 地區(qū)地勢平坦 ,交通運(yùn)輸 等條件較好 ,并網(wǎng)接入條件優(yōu)越 ,適合建設(shè)大型太陽能光伏并網(wǎng)電站 ? 資源節(jié)約措施 節(jié)約土地 措施 本工程 場地 是利用 XX 縣臨港工業(yè)區(qū)灘涂區(qū)域高壓出線走廊下方的閑置用地 ,大量節(jié)約土地資源 ? 建筑節(jié)能降耗措施 本工程所處江蘇省 XX縣 ,屬夏熱冬冷地區(qū) ? 廠房建筑按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計 標(biāo) 準(zhǔn) 》 GB501892020 和 《 江 蘇 省 民 用 建 筑 熱 環(huán) 境 與 節(jié) 能 設(shè) 計 標(biāo) 準(zhǔn) 》DB32/4782020有關(guān)規(guī)定進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計 ,建筑布局選擇最佳的建筑平面主朝向 ,充分利用冬季日照和夏季自然通風(fēng) ?？刂坪侠淼捏w型系數(shù)與窗墻 面積比 。優(yōu)化保溫材料和構(gòu)造做法 ,使屋面及外墻傳熱系數(shù)滿足規(guī)范要求 。門窗選用熱工性能好的型材和中空玻璃框 ? 排架填充材料 ,由傳統(tǒng)的粘土磚改為經(jīng)濟(jì) ? 實(shí)用 ? 保溫性能好的粉煤灰加氣混凝土輕質(zhì)砌塊和燒結(jié)磚 ,既符合國家嚴(yán)格限制毀田取土燒磚的規(guī)定 ,也 實(shí)現(xiàn) 了粉煤灰廢料 的循環(huán) 利用 ? 20MW 太陽能發(fā)電應(yīng)用工程 項目申請報告 20 4 節(jié)能方案分析 用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能規(guī)范 (1)中華人民共和國《節(jié)約能源法》 ? 《可再生能源法》 ? 《電力法》 ? 《建筑 法》 ? 《 清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》 。 (2)國務(wù)院關(guān)于發(fā)布促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整暫行規(guī)定的通知 (國發(fā)〔 2020〕 40 號 )。 (3)國家鼓勵發(fā)展 的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護(hù)技術(shù) (國家發(fā)改委 2020 第65 號 )。 (4)《工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則》 GB/T 155871995。 (5)建設(shè)部“關(guān)于發(fā)布《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》 (電力工程部分 )的通知”建標(biāo)〔 2020〕 241 號 。 (6)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (GB501892020)。 (7)《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (DB32/4782020)